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Vorrichtung zur Kontrolle der Last einer Hebeeinrichtung
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kontrolle der Last einer
Hebeeinrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Bei der Anwendung von Hebeeinrichtungen ist es wünschenswert, wenn
nicht sogar aufgrund entsprechender Verordnungen Vorschrift, zu jedem Zeitpunkt
zu wissen, ob die tatsächlich von der Hebeeinrichtung getragene Last einen Grenzwert
erreicht oder nicht, wobei dieser Grenzwert beispielsweise durch den Konstrukteur
der Hebeeinrichtung bestimmt wurde, und zwar in Abhängigkeit von geometrischen Charakteristiken
der
Hebeeinrichtung, vom Angriffspunkt der Last, von Arbeitsbedingungen und von dem
durch die Einzelteile der Hebeeinrichtung ausgeübten mechanischen Widerstand.
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Der Konstrukteur liefert im allgemeinen zusammen mit der Hebeeinrichtung
Kurven, welche die maximal zulässigen Lasten in Abhängigkeit von verschiedenen variablen
geometrischen Parametern der Hebeeinrichtung, beispielsweise der Spannweite, sowie
in Abhängigkeit von Arbeitsbedingungen anzeigen, beispielsweise gemäß derjenigen,
ob im Fall einer mit Rädern versehenen Hebeeinrichtung diese ausschließlich auf
ihren Rädern ruht oder zusätzlich durch Stabilisatoren abgestützt ist.
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Es ist schon vorgeschlagen worden, die tatsächlich durch die Hebeeinrichtung
angehobene Last zu messen und sie mit dem Grenzwert zu vergleichen, und zwar im
Hinblick darauf, daß ein Alarmsignal ausgegeben und/oder die Hebeeinrichtung in
ihrem Betrieb stillgesetzt wird, wenn dieser Grenzwert erreicht oder überschritten
wird.
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Die bekannten Vorrichtungen weisen jedoch verschiedene Nachteile auf.
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So sind sie aufgrund von insbesondere Bedienungsmaßnahmen, die der
Benutzer vornehmen muß, nur schwierig anwendbar, sind aufgrund ihrer zu großen lRmpfindlichkeit
gegenüber äußeren Einflüssen in der Funktion nicht zuverlässig, sind aufgrund ihrer
komplexeh Zusammensetzung grundsätzlich anfällig, weisen einen erhöhten G estehungspre
is auf und können auch nicht, ohne daß Änderungen der Hebeeinrichtungen oder der
Kontrollvorrichtungen selbst vorgenommen werden, auf verschiedene Typen von Hebeeinrichtungen
angewendet werden.
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Es ist außerdem schon vorgeschlagen worden, zwei potentiometrische
einheiten zu verwenden, die einerseits aus einer Gruppe von gekuppelten Potentiometern
bestehen, bei denen die jeweilige Stellung des Schleifkontaktes durch den Wert eines
ersten geometrischen Parameters der Hebeeinrichtung gesteuert ist, und die andererseits
aus einem Potentiometer bestehen, bei dem die Stellung des Schleifkontaktes durch
den Wert eines zweiten geometrischen Parameters der Hebeeinrichtung gesteuert ist.
Hierbei weist das Potentiometer der zweiten Einheit Mehrfachanschlüsse bzw. eine
Vielzahl von Anschlüssen auf, die jeweils elektrisch mit den Schleifkontakten der
Potentiometer der erste einheit verbunden sind. Diese letztgenannten Potentiometer
weisen ebenfalls eine Vielzahl von Anschlüssen auf, die jeweils mit einer Bezugsspannung
versorgt sind. Hierbei wird jeder der Reihen der Anschlüsse der ersten Potentiometer
ein durch den ersten Parameter vorbestimmter spezieller Wert zugeordnet, während
den Anschlüssen des zweiten Potentiometers spezielle Werte zugeordnet werden, die
durch den zweiten Parameter vorbestimmt sind. Jedes der ersten Potentiometer ist
einem der genannten, durch den zweiten Parameter vorbestimmten speziellen Werte
zugeordnet,und der Schleifkontakt jedes ersten Potentiometers ist mit dem Anschluß
des zweiten Potentiometers verbunden, dem seinerseits der genannte, durch den zweiten
Paramter vorbestimmte spezielle Wert zugewiesen ist.
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Jedem der Anschlüsse der ersten Potentiometer ist demgemäß ein Paar
von speziellen Werten zugeordnet, die durch den ersten und den zweiten Parameter
vorherbestimmt sind. Dieses Wertepaar repräsentiert einen geometrischen Zustand
der Hebeeinrichtung, dem entsprechend den Arbeitsbedingungen eine maximal zulässige
Last entspricht.
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Diese Maximallast wird durch eine elektrische Bezugsspannung dargestellt,
die dem genannten Anschluß zugeleitet wird.
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Auf dem Schleifkontakt des zweiten Potentiometers erscheint daher
in jedem Augenblick eine elektrische Spannung, die durch drei lineare Interpolationen
für das jeweils in Betracht gezogene Paar der aus den beiden Parametern gebildeten
Werte die zulässige Maximallast darstellt. Diese Spannung wird mit einer Spannung
verglichen, die für den tatsächlichen Wert der von der Hebeeinrichtung getragenen
Last repräsentativ ist, und es wird sodann ein Vergleichssignal zur Steuerung einer
Sicherheitsvorrichtung ausgegeben.
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Ausgehend hiervon, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung
der gattungsgema;sen Art zu vervollkommnen, und zwar insbesondere was die Einrichtungen
zum Erzeugen der Bezugsspannungen anbetrifft, die den Anschlüssen der Potentiometer
der ersten Einheit angelegt sind.
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Die Merkmale der zur Lösung dieser Aufgabe geschaffenen Erfindung
ergeben sich aus dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen
hiervon sind in den weiteren Ansprüchen enthalten.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.
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Diese zeigt in: Fig. 1 eine geometrische Darstellung, aus der die
willkürliche bzw. freie Auswahl der aus den beiden Parametern gebildeten Wertepaare
in Anwendung der Erfindung bei einem fahrbaren, d. h. auf Rädern montierten Kran
mit Teleskopausleger ersichtlich ist;
Fig. 2 eine geometrische Darstellung
der drei bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung durchgeführten Interpolationen;
Fig. 3 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung in Anwendung der Erfindung bei
einem Baukran mit einem vertikalen Mast und einem horizontalen Ausleger; Fig. 4
schematisch im Diagramm die Auswahl der Bezugswerte, um die sich aufgrund derIlnterpolationen
ergebenden Fehler zu verkleinern; Fig. 5 schematisch das allgemeine elektrische
Schaltbild des Systems mit den beiden Potentiometrischen Einheiten, bei dem die
Erfindung angewendet wird, und Fig. 6 ein elektrisches Schaltbild der Vorrichtung
gemäß der Erfindung zur Schaffung der Bezugsspannungen.
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Bei dem aus Fig. 1 schematisch und lediglich teilweise dargestellten
beweglichen Kran 1 ist das Chassis 2 auf Rädern 3 befestigt, die sich zum Verschieben
des Krans 1 auf dem Boden 4 abstützen. In bekannter Weise können hintere hydraulische
Stabilisatoren 5 sowie seitliche hydraulische Stabilisatoren 6 ausgefahren werden,
die sich auf dem Boden 4 abstützen und die Stabilität des Krans 1 während der Hebephasen
verstärken.
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Das Chassis 2 trägt einen Drehturm 7 oder dgl., der unter der Wirkung
nicht dargestellter Antriebsmittel gegenüber dem Chassis 2 um eine vertikale Achse
8 verdreht werden kann. Der Drehturm 7 trägt einen Hebeausleger 9, der aus mehreren,
teleskopartig miteinander verbundenen
Elementen gebildet ist und
unter der Wirkung nicht dargestellter Antriebsmittel ausgefahren werden kann. Am
äußersten Element 10 des Auslegers 9 ist in bekannter Weise ein Flaschenzugblock
11 aufgehängt, an dem ein Haken 12 oder dgl. zumAnhängen einer Last P befestigt
ist.
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Der Ausleger 9 ist am Drehturm 7 mittels eines Gerüstes bzw. Ständers
13 gelagert, gegenüber dem der Ausleger 9 um eine horizontale Achse 14 verschwenkt
werden kann, und zwar unter der Wirkung eines Druckmittelzylinders 15, der zwischen
dem Drehturm 7 und dem Ausleger 9 wirkt.
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Im Verlauf einer Hebephase bietet der Kran einerseits zwei Parameter,
die seinen geometrischcs, Zustand definieren, und andererseits verschiedene andere
Parameter dar, die seine Arbeitsbedingungen definieren.
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Die den geometrischen Zustand des Kran 1 definierenden Parameter sind
beispielsweise der Winkel c , den die Achse des Auslegers mit der geographischen
Horizontalen oder mit dem Boden 4 bildet, sowie die Länge L des Auslegers 9, gemessen
von der Schwenkachse bzw. Schwenkstelle 14 bis zum Ende des letzten Teleskopelementes
10. Die die Arbeitsbedingungen des Krans 1 definierenden Parameter sind beispiels
-weise die Winkelstellung des Drehturms 7 in Bezug auf das Chassis 2, die Abstützung
am Boden 4 mittels der Räder 3 oder mittels der Stabilisatoren 5, 6, die Verbindung
des äußersten Teleskopelementes 10 mit einer als Spitzenausleger bezeichneten Verlängerung
oder mit einem nicht dargestellten speziellen Hebekopf und die Anbringung eines
zusätzlichen Gegengewichtes am Drehturm 7.
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Fs ist wünschenswert, wenn nicht sogar aufgrund entsprechender Vorschriften
vorgeschrieben, zu jedem Zeitpunkt zu wissen, ob die dem Kran 1 wirksam aufgebrachte
Last P einen zulässigen Maximalwert, der beispielsweise ein Bruchteil der ein Umkippen
bewirkenden Belas tung ist, erreicht oder nicht, wobei dieser zulässige Maximalwert
vom augenblicklichen geometrischen Zustand des Krans 1, seinen Arbeitsbedingungen
und
von dem durch die einzelnen Organe des Krans 1 ausgeübten mechanischen Widerstand
abhängt.
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Zu diesem Zweck wählt man in bekannter Weise willkürlich eine Reihe
von vorbestimmten Werten aus jedem der beiden den geometrischen Zustand des Krans
1 definierenden Parametern, um dadurch Wertepaare zu bilden, die jeweils einen Wert
aus jeder Reihe umfassen.
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Bei der Anwendung von Fig. 1 wählt man beispielsweise sechs vorbestimmte
Werte α 0 - α5 für den Winkel α und neun vorbestimmte Werte Lg
- L8 für die Länge L, um dadurch 54 Wertepaare ( asz, L) zu bilden.
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Die Werte α0 - α 5 und Lg - L; werden gewählt, um den
gesamten möglichen Bereich der Anderung des Winkels av und der Länge L während einer
Hebephase abzudecken.
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Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Werte α 0 -
α 5 und Lg - L8 regelmäßig verteilt, jedoch können sie selbstverständlich
auch-in anderer Weise gewählt werden, beispielsweise indem diese Werte in den am
häufigsten verwendeten a- Deitsbereichen einander angenähert werden, um dadurch,
wie im folgenden noch erläutert, die Fehler zu reduzieren.
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Jedes dieser gebildeten Wertepaare ( a, L) definiert einen geometrischen
Zustand des Krans 1, dem ein für die zulässige Maximallast repräsentativer Bezugswert
V zugeordnet ist. Diese zulässige Maximallast ist entweder in Abhängigkeit von den
Angaben des Krankonstrukteurs oder experimentell durch den Kranbenutzer bestimmt
und hängt von der Hebeleistung bzw. Hebekraft des Krans 1, von den Arbeitsbedingungen
und von dem durch die Organe des Krans 1 ausgeübten mechanischen
Widerstand
ab. Tatsächlich ist für ein und dasselbe Paar ( , L) aus vorbestimmten Werten, d.
h. für ein und denselben geometrischen Zustand des Krans 1, der durch die Parameter
cl-,L a, L bestimmt ist, der Kran 1 weniger stabil, wenn er auf seinen Rädern 3
ruht, als wenn er auf den Stabilisatoren 5,6 abgestützt ist, und der Kran 1 ist
auch in seitlicher Richtung weniger stabil als in Längsrichtung, wenn er auf seinen
Rädern 3 ruht, als wenn er auf seinen S>abilisatoren 5,6 abgestützt ist usw.
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In Fig. 1 sind die Paare aus den vorbestimmten Werten durch Punkte
repräsentiert, die in den ochnittpunkten der durch die Schwenkachse 14 gelegten
Geraden (a 0 - « ) mit den die Schwenkachse 14 als Mittelpunkt aufweisenden Kreisbögen
(L0 - L8) liegen. Zu. Zwecken der klareren Darstellung sind diese Wertepaare in
Fig. 1 in der durch die Längs -achse des Chassis 2 gelegten vertikalen Ebene dargestellt,
jedoch nehmen diese Wertepaare jeweils selbstverständlich jede mögliche Winkelstellung
um die Achse 8 des Drehturms 7 in Abhängigkeit von dessen Winkelstellung ein.
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Weiterhin wird der einem Wertepaar ( α a, L) zugeordnete Bezugswert
durch den Buchstaben V mit zwei numerischen Indizes bezeichnet, welche die dieses
Wertepaar bildenden Werte des Winkels u und der Länge L sind. Hierbei sind lediglich
bestimmte dieser Werte in Fig. t wiedergegeben. So ist beispielsweise der Bezugswert
V0,8 dem Wertepaar ( , L8), der Bezugswert V2 5 dem Wertepaar ( «2 L5) zugeordnet
usw.
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In jedem Augenblick einer Hebephase werden nun in bekannter Weise
sowie unter Zuhilfenahme von im folgenden noch anhand von Fig. 5 beschriebenen Mitteln
die augenblicklich jeweils gültigen wirksamen Werte α i und Li bestimmt, und
es werden jeweils in den geschlossenen
Intervallen, in denen jeweils
die Werte « i und Li gelegen sind, aus den Werten α 0 - α 5 die aufeinanderfolgenden
Werte sowie aus den Werten L0 - L8 die aufeinanderfolgenden Werte ausgewählt. So
ist lediglich des Beispiels halber in Fig. 1 ein Paar von effektiven Augenblicks
-wertena. und Li gezeigt, die jeweils zwischen « 2 und a 3 einerseits 1 L1 sowie
L5 und L6 andererseits eingeschlossen sind.
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Diese beiden Paare von vorbestimmten aufeinanderfolgenden Werten von
a und L definieren vier Wertepaare und vier Bezugswerte, die diesen vier Wertepaaren
zugeordnet sind. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind diese vier Bezugswerte
V2 , 5' V2,6, V3 5 und v3s6.
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Ausgehend von diesen vier Bezugswerten bestimmt man nun durch drei
lineare Interpolationen in Abhängigkeit von der jeweiligen Lage der effektiven Augenblickswerte
CL und L. in Bezug auf die Werte der derart aus den vorbestimmten aufeinanderfolgenden
Werte von a, , L ausgewählten Paare einen Wert Vi, i' der hinsichtlich des durch
die Werten L.
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bestimmten geometrischen Zustandes des Krans 1 und hinsichtlich der
Arbeitsbedingungen des Krans 1 repräsentativ ist für die zulässige Maximallast.
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In Fig. 2 ist eine geometrische Darstellung dieser drei Interpolationen
für das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 enthalten, wo nach a zwischen a 2' a3 und
L. zwischen L5 , L6 liegt. Hierbei wird ein System von drei zueinander senkrechten
Achsen verwendet, wobei die Werte von α auf der Abszisse liegen, die Werte
von L auf der Ordinate und die für die zulässigen Maximallasten repräsentativen
Werte von V die dritte Koordinate bilden.
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Man bildet nun durch lineare Interpolation zwischen den Werten V2,5
und V2,6 einen ersten Wert V2 i, und zwar in Abhängigkeit von der Lage von L. in
bezug auf L5 und L6. Dieser Wert V2 i ist repräsentativ 1 von für die zulässige
Maximallast im Hinblick auf den geometrischen Zustand des Krans 1, der durch die
aus den Parametern α, L gebildeten Werte CL 2,L1. definiert ist.
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Man bildet sodann durch lineare Interpolation zwischen den Werten
V3>5 und V3,6 einen zweiten Wert V3 i und zwar in Abhängigkeit von der Lage von
Li in bezug auf L5, L6. Dieser Wert V3 i ist repräsentativ für die zulässige Maxim
last im Hinblick auf den geometrischen Zustand des Krans 1, der durch die aus den
Parametern a , L gebildeten Werte CL 3' Li definiert ist.
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Man bildet schließlich durch lineare Interpolation zwischen den Werten
V2, i und V3 1 den dritten Wert Vi, i und zwar in Abhängigkeit von der Lage von
ar. in bezug auf α 2' CL In gleicher Weise bildet man, ausgehend von den vier
Bezugswerten, die den vier Wertepaaren (ihrerseits definiert durch die aus den vorbestimmten
aufeinanderfolgendenWerten von α und L ausgewählten beiden Paare) zugeordnet
sind, durch drei lineare Annäherungen einen Wert Vi.i, der im Hinblick auf den durch
ar und L. definierten augenblicklichen geometrischen Zustand des Krans 1 repräsentativ
ist für die zulässige Maximallast.
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Gemäß den vorstehenden Ausführungen wurden die beiden ersten Interpolationen
für zwei der vorherbestimmten Werte von a, jeweils von CL 2 und a 3' gebildet, während
die dritte Interpolation für den Augenblickswert L. von L gebildet wurde. Es ist
selbstverständlich in gleicher Weise möglich, wie ebenfalls in Fig. 2 gezeigt, die
beiden ersten Interpolationen
für zwei der vorherbestimmten Werte
von L, jeweils von L5 und L6, zu bilden, um die Werte Vi, 5 und Vi,6 zu erhalten,
und sodann die dritte Interpolation für den Augenblickswert CL von CL zu bilden,
um den Wert Vi, i zu erhalten, der dem in der zuvor beschriebenen Weise gebildeten
Wert Vi, i entspricht.
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Gleicherweise mit der Bildung des Wertes Vi, i wird auch in an sich
bekannter Weise ein vierter Wert VP gebildet, der für die dem Kran tatsächlich aufgebrachte
Last repräsentativ ist; die beiden Werte Vi, i und Vp werden sodann verglichen,
und es wird sodann eine Information herausgegeben, die für die .atsächlich aufgebrachte
Last in bezug auf die durch den Wert Vi, i definierte zulässige Maximallast repräsentativ
ist, um dadurch ein Alarmsignal zu steuern oder den Kran zu stoppen, wenn diese
Maximallast erreicht oder überschritten ist. Um diesen Vergleich zu ermöglichen,
ist die Relation numerischer Wert - Lastwert für die numerischen Bezugswerte und
für den vierten numerischen Wert dieselbe. Diese Relation ist vorzugsweise linear.
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In Fig. 3 ist die Anwendung dieses Verfahrens auf einen Kran eines
anderen Typs dargestellt. Hierbei weist der Kran 27 gemäß Fig. 3 einen mittels eines
Sockels 17 auf dem Boden 4 aufruhenden Mast 16 sowie einen horizontalen Ausleger
18 auf, der an einer Gelenkstelle 19 um die vertikale Achse des Mastes 16 verschwenkbar
ist. Der Ausleger 18 trägt an einer Seite des Mastes 16 eine Laufkatze 20, die entlang
des Auslegers 18 bewegbar ist und an einem Kabel 23 einen Kranhaken 21 sowie einen
Flaschenzugblock 22 trägt. An der anderen Seite des Mastes 16 trägt der Ausleger
18 ein Gegengewicht 24.
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Die beiden den geometrischen Zustand des Krans 27 definierenden Parameter
sind die Höhe H des Auslegers 18 über dem Boden 4 und der Abstand d der Laufkatze
20 zur Achse des Mastes 16. Die Höhe H ist durch die Anzahl der zur Bildung des
Mastes 16 übereinandergesetzten
Mastteilabschnitte 25 definiert,
während der Abstand d durch die Lage -der Laufkatze 20 am Ausleger 18 definiert
ist. Der Parameter H variiert in diskontinuierlicher Weise und ist ein und derselben
Hebephase konstant, während der Parameter d während der Hebephase in kontinuierlicher
Weise variiert.
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Auch bei diesem Ausführungsbeispiel wählt man willkürlich eine Reihe
von Wertes0 - H5 vom Parameter H und eine Reihe von Werten d -d 06 vom Parameter
d, um beim betrachteten Ausführungsbeispiel 42 Wertepaare (H,d) zu schaffen.
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Vorzugsweise entsprechen die Höhen Hg - H5 den Höhen des Auslegers
18, wenn der Mast 16 jeweils 1 - 6 Teilabschnitte 25 aufweist.
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Wie zuvor, wird jedem der derart gebildeten Wertepaare ein Bezugswert
zugeordnet, der hinsichtlich des durch das genannte Wertepaar (H, d) definierten
geometrischen Zustandes des Krans 27 und hinsichtlich der Arbeitsbedingungen repräsentativ
für die zulässige Maximallast ist.
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Lediglich des Beispiels halber sind in Fig. 3 einige dieser Bezugswerte
W0>5, W1,4,W2,2undW3>5 eingetragen.
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Für den durch diese Werte Hi, d definierten augenblicklichen geometrischen
Zustand des Krans 27 bestimmt man nun in analoger Weise die Bezugswerte W, wobei
man dann in bezug auf diese Bezugswerte W die drei linearen Interpolationen durchführt,
um den Wert Wi, i zu erhalten, der hinsichtlich dieses geometrischen Zustandes repräsentativ
für die zulässige Maximallast ist.
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Man bildet sodann einen Wert WP, der für die dem Kran 27 tatsächlich
aufgebrachte wirksame Last P repräsentativ ist, vergleicht die Werte Wp, Wi, i miteinander
und erhält dadurch eine Information, die repräsentativ
ist für
die tatsächlich gehobene Last in bezug auf die durch den Wert Wi i definierte zulässige
Maximallast.
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Obwohl im vorstehenden lediglich zwei Anwendungsbeispiele dieses bekannten
Verfahrens wiedergegeben würden, kann letzteres selbstverständlich auch bei anderen
unterschiedlichen Typen von Hebeeinrichtungen angewendet werden, bei denen die Werte
der beiden Parameter von ihrer jeweiligen Leistungsfähigkeit abhängen.
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In Fig. 4 ist die Art und Weise dargestellt, wie die für die zulässigen
Maximallasten repräse-ativen Bezugswerte ausgewählt werden, um die sich aufgrund
der Interpolationen ergebendenFehler zu verringern.
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Die Kurve C gemäß Fig. 4 stellt diejenige Kurve von Bezugswerten U
dar, die aufgrund der Vorgaben bzw. Daten des Konstrukteurs für die Werte eines
Parameters a definiert ist. So sind lediglich des Beispiels halber in Fig. 4 zwei
vorbestimmte Werte a2 und a3 des Parameters a genommen worden, denen für einen vorbestimmten
Wert eines anderen Parameters zwei Werte U'2, U'3 entsprechen, die auf der Kurve
C definiert sind. Diese Kurve C stellt eine Konkavität dar, so daß zwischen a2und
a3 ein Wert a. existiert, für den der Fehler A zwischen dem durch die lineare Interpolation
definierten Wert .U' i und dem durch die Kurve C definierten Wert U' i maximal ist.
Um diesen Fehler zu verkleinern, ordnet man den Werten a2 und a3 des Parameters
a Bezugswerte U2 und U3 zu, die sich b /2 von U' und U' 3 unterscheiden, so daß
der maximale Fehler zwischen a2 und a3 A /2 beträgt.
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Um außerdem den durch jede Interpolation eingeführten Fehler zu verkleinem,
kann man auch die vorbestimmten Werte des Parameters annähern, jedoch ist man schnell
durch die Anzahl der derart gewählten Werte beschränkt.
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In Fig. 5 ist nun eine im wesentlichen bekannte Vorrichtung dargestellt,
die zur Anwendung des oben beschriebenen Verfahrens verwendet wird.
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Diese Vorrichtung ist lediglich des Beispiels halber in Anwendung
bei dem Kran 1 gemäß Fig. 1 dargestellt.
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Um die drei vorerwähnten Interpolationen durchzuführen, werden zwei
potentiometrische Einheiten 31,32 verwendet.
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Die Einheit 31 weist ebensoviele Potentiometer auf, wie vorbestimmte
Werte vom Parameter CL gewählt worden sind, d. h. also beispielsweise sechs Potentiometer
33-38 entsprechend jeweils den sechs Werten a - «5 von CL . All diese Potentiometer
sind identisch. Sie weisen jeweils ebensoviele Anschlüsse auf, wie vorbestimmte
Werte vom Parameter L gewählt worden sind, d. h. also beispielsweise neun Anschlüsse
entsprechend jeweils den neun Werten L0- L8 von L. Lediglich des Beispiels halber
sind bei dem dem Wert CL 0 entsprechenden Potentiometer 33 die neun vorbestimmten
Werte L0 - L8 von L angezeigt, die den neun . Anschlüssen dieses Potentiometers
33 zugeordnet sind. Es stehen daher bei den sechs Potentiometern 33-38 54 Anschlüsse
zur Verfügung, welche die 54 Wertepaare (a:,L) gemäß Fig. 1 darstellen. Die Schleifkontakte
39-44 dieser Potentiometer 33-38 sind untereinander mechanisch gekuppelt, wie durch
die strichpunktierte Linie 45 angedeutet, und es ist ihre jeweilige Lage durch den
jeweils gültigen Augenblicks -wert L. der Länge L des Auslegers 9 bestimmt, wie
durch die strichpunktierte Linie 46 angedeutet.
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Die Messung des Wertes Li erfolgt in bekannter Weise, beispielsweise
mittels eines Aufrollers 47 für ein Kabel 48, das zwischen dem ersten Element und
dem letzten äußersten Element 10 (Fig. 1) des Auslegers 9 wirkt. Die Verschiebung
bzw. Verstellung der Schleifkontakte 39-44 variiert demgemäß linear mit der Länge
L.
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Es nehmen daher zu jedem Zeitpunkt einer Hebephase die Schleifkontakte
39-44 an ihren jeweiligen Potentiometern 33-38 die durch den Augenblickswert L.
definierte selbe Position ein. Bei dem in Fig. 1 und 5 dargestellten Ausführungsbeispiel
ist der Wert L. zwischen L5 und L6 enthalten.Auf jedem Potentiometer 33 - 38 ist
die geometrische Verteilung der den Werten LG - L8 zugeordneten Anschl. sse dieselbe
wie die numerische Verteilung dieser Werte. Im allgemeinen weisen die Werte Lg -
L8 einen regelmäßigen Abstand voneinander auf, was zur Folge hat, daß auch die neun
Anschlüsse jedes Potentiometers einen gleich großen Abstand voneinanc:er aufwä sen.
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Es werden nun den 54 Anschlüssen der Potentiometer Bezugs spannungen
zugeordnet, die hinsichtlich der beiden entsprechenden Werte von a und L repräsentativ
für die zulässigen Maximallasten sind. In Fig. 5 sind einige dieser Bezugsspannungen
angegeben. Für jeden Potentiometeranschluß werden Polarisationsspannungen gebildet
und zwar gemäß der Erfindung mittels eines besonderen Systems 49, wobei in Fig.
5 lediglich das System 49 für den den Werten a 3, L2 entsprechenden Anschluß dargestellt
ist. Das System 49 wird im folgenden näher anhand von Fig. 6 erläutert.
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Die Schleifkontakte 39 - 44 sind jeweils über eine durch einen Meßt
brückenverstärker 50 - 55 gebildete Zwischeneinrichtung elektrisch mit sechs Anschlüssen
eines einzigen Potentiometers 56 verbunden, das die potentiometrische Einheit 32
bildet. Die sechs Anschlüsse des Potentiometers 56 entsprechen jeweils den Werten
X 0 - a 5 des Winkels a . Die Stellung des Schleifkontaktes 57 des Potentiometers
56 ist, wie durch die strichpunktierte Linie 58 angedeutet, durch den effektiven
Augenblickswert CL des Winkels CL bestimmt. Die geometrische Verteilung der Anschlüsse
des Potentiometers 56 ist dieselbe wie die numerische Verteilung der Werte aO -
- CL die im allgemeinen 5' einen gleich großen Abstand voneinander aufweisen.
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Die Messung des Winkels CL i erfolgt in bekannter Weise, beispielsweise
mittels eines dem Ausleger 9 zugeordneten Pendelsystems 59, das dem Schleifkontakt
57 eine Verschiebung erteilt, der demgemäß linear mit dem Winkel CL variiert.
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Der Schleifkontakt 57 ist elektrisch mit dem Eingang eines Vergleichers
60 verbunden.
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Es wird nun ein numerischer Wert Vp gebildet, der für die dem Kran
1 tatsächlich aufgebrachte Last P repräsentativ ist. Zu diesem Zweck ist schematisch
ein Potentior eter 26 dargestellt, dessen einer Anschluß 28 mit einer elektrischen
Konstantspannungsquelle 29 verbunden ist, dessen anderer Anschluß an Erde gelegt
ist und bei dem die Stellung des Schleifkontaktes 30 durch die Last P bestimmt ist.
Der Schleifkontakt 30 ist elektrisch mit dem anderen Anschluß des Vergleichers 60
verbunden.
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Zur Bildung des Wertes Vp verwendet man vorzugsweise die in der französischen
Patentanmeldung 74 24 304 der Anmelderin beschriebene Vorrichtung.
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Der Ausgang 61 des Vergleichers 60 steuert einen Meßschaltkreis 62,
dessen Funktion noch erläutert Wird.
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Im folgenden wird nun anhand von Fig. 6 das erfindungsgemäße Polarisationssystem
49 beschrieben, mittels dem dem entsprechenden Anschluß die Bezugsspannung zugeordnet
werden kann. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist diese Spannung der Wert
V3,2, der hinsichtlich des durch die Werte a 3 und L2 der Parameter a und L definierten
geometrischen Zustandes des Krans 1 repräsentativ ist für die zulässige Maximallast.
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Wie schon früher dargelegt, hängt diese Bezugsspannung für dieselben
Werte von aXund L von den Arbeitsbedingungen ab. Aus diesemGrund weist das System
49 mehrere Schaltkreise auf, die jeweils einem eine Arbeitsbedingung definierenden
Parameter entsprechen. So hat man beispielsweise drei Parameter von Arbeitsbedingungen
angenommen, denen jeweils drei umschaltbare Schaltkreise 63,64 und 65 entsprechen.
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Der Schaltkreis 63 entspricht dem Ruhezustand des mittels den Stabilisatoren
5,6 auf dem Boden 4 abgestützten Krans 1, der Schaltkreis 64 entspricht dem Ruhezustand
des mittels seinen Rädern 3 auf dem Boden 4 abgestützten Krans 1 sowie einer Lage
der'vertikalen Ebene des Auslegers 9, die maximal 15° beidseits der Längsachse des
Chassis 2 beträgt, während schließlich der Schaltkreis 65 dem Ruhezustand des mittels
seinen Rädern 3 auf dem Boden 4 abgestützten Krans 1 entspricht bei einer Lage der
genannten vertikalen Ebene jenseits des Winkels von von 15 Die Schaltkreise 63,64
und 65 sind von analoger Bauart, weswegen im folgenden lediglich der Schaltkreis
63 beschrieben wird. Dieser Schaltkreis 63 weist ein eine eingeregelte Spannung
lieferndes Organ 66, beispielsweise einen Transistor auf, dessen Emitter an Erde
liegt und dessen Kollektor über einen regelbaren Polarisationswiderstand 68 mit
einer Konstantspannungsquelle 67 verbunden ist. Der Kollektor ist über einen Widerstand
69 und einen Meßbrückenverstärker 70 mit dem entsprechenden Anschluß des Potentiometers
36 verbunden. Die Basis des Transistors 66 ist über einen Widerstand 71 mit der
Konstantspannungsquelle 67 und außerdem mit einem Umschaltorgan 72 verbunden, mittels
dem derjenige der Schaltkreise 63,64 und 65 gewählt werden kann, der in Abhängigkeit
von der jeweiligen Arbeitsbedingung erregt werden soll.
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Die Schaltkreise 63,64,65 sind parallel zwischen die Konstantspannungsquelle
67 und den Eingang des Meßbrückenverstärkers 70 geschaltet; die jeweilige Basis
der Transistoren 66 ist hierbei jeweils mit dem entsprechenden Ausgang 73,74,75
des Umschaltorgans 72 verbunden.
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Dieses Umschaltorgan 72 ist in Form eines manuell in mehrere Stellungen
umschaltbaren Umschaltorgans dargestellt, das einen an RSrde gelegten beweglichen
Kontakt 76 aufweist, mittels dem derjenige der Transistoren 66 gesperrt werden kann,
dessen Ba sis mit dem entsprechend der jeweiligen Stellung des beweglichen Kontaktes
76 ausgewählten Ausgang 73 bzw. 74 bzw. 75 verbunden ist.
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Zur vorherigen Bildung der Bezugsspannung, d. h. beim dargestellten
Ausführungsbeispiel des Wertes V3 2' legt man nacheinander den beweglichen Kontakt
76 auf jeden der Ausgänge 73,74,75 und regelt für jede Stellung den entsprechenden
Widerstand 68 ein, um am Kollektor des zugeordneten Transistors 66 eine Figenspannung
zu erhalten, mittels der über den Widerstand 69 die gewünschte Spannung V3>2,
die hinsichtlich der Werte CL 3' L2 und hinsichtlich der durch das Umschaltorgan
definierten Arbeitsbedingungen des Krans 1 repräsentativ ist für die zulässige Maximallast,
zugeführt werden kann. Die Relation zwischen dieser Bezugsspannung und der Last,
die sie repräsentiert, ist dieselbe wie die Relation zwischen der Spannung VP und
der Last, die sie repräsentiert.
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Im allgemeinen sind diese Relationen linear.
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Man stellt demgemäß gemäß der Erfindung durch das System 49 ebensoviele
Bezugsspannungen zur Verfügung, wie in Betracht zu ziehende Arbeitsbedingungen existieren.
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Wie gestrichelt in Fig. 6 angedeutet, steuern die Ausgänge 73,74 und
75 des Umschaltorgans 72 die Basen der Transistoren 66 jeweils der Schaltkreise
63,64 und 65 der 54 Polarisationssysteme 49.
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Obwohl das Umschaltorgan 72 in Form eines manuellen Umschalters dargestellt
wurde, können die Umschaltvorgänge aufgrund der Steuerung der Stabilisatoren 5,6
und aufgrund des Überschreitens der oben erwähnten 15° -Winkelgrenze des Auslegers
9 auch automatisch erfolgen.
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Die Funktion des jedem erfindungsgemäßen Polarisationssystem 49 zugeordneten
Verstärkers 70 besteht darin, die dem entsprechenden Anschluß des Potentiometers,
beispielsweise dem Potentiometer 36, angelegte Bezugsspannung konstant zu halten,
wenn man die Bezugsspannung an einem anderen Anschluß desselben Potentiometers bildet
oder variieren läßt.
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Zur Anwendung des erfindungsgemäßen Systensmuß der Benutzer lediglich
das Umschaltorgan 72 betätigen, sofern dieses nicht automatisch arbeitet. Das System
gemäß der Erfindung ist aufgrund seiner Ausbildung nicht sehr empfindlich für äußere
Einflüsse; es ir daher zuverlässig in seiner Funktion. Da es darüber hinaus relativ
ufach ist, weist es einen interessanten Gestehungspreis auf. Fin weiterer wesentlicher
Vorteil dieses System ist darin zu sehen, daß es ohne Änderungen der Hebeeinrichtungen
oder der Kontrollvorrichtungen selbst bei verschiedenen Typen von Hebeeinrichtungen
zur Anwendung gelangen kann.
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Die Erfindung kann weiterhin sowohl bei Hebeeinrichtungen vom Krantyp,
die ein Kippmoment aufweisen, als auch bei Hebeeinrichtungen vom Typ der Hebebühne
oder der Laufkrane verwendet werden.
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L e e r s e i t e