DE2635974B2 - Vorrichtung zur Überwachung der zulässigen Last einer Hebeeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft tine Vorrichtung zur Überwachung der zulässigen Last einer Hebeeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches.

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.

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

Aus der DE-AS 18 10 639 ist eine Oberlastsicherung für Teleskopkrane mit Gebern zum Erfassen der Last und der Ausladung bekannt Die Geber zum Erfassen der Ausladung weisen dabei einen Winkelgeber zum Messen der Auslegerneigung sowie einen Längengeber zum Messen der Auslegerlänge auf. Die Größe der Auslegerneigung wird in einen Winkelausschlag eines Schleifers eines Potentiometers mit mehreren Speiseanzapfungen umgewandelt, an denen unabhängig voneinander vorbestimmte, den zulässigen Lasten in der jeweiligen Teleskopstufe entsprechende Spannung einprSgbar sind, wobei jeder Teleskopstufe eine gesonderte Gruppe von Spannungen zugeordnet ist, die bei Ausfabren des Teleskopauslegers jeweils bei Beginn

s einer neuen Teleskopstufe durch den Längengeber selbsttätig an den Speiseanzapfungen des Potentiometers eingeprägt werden. Die Größe der Ausladung wird durch multiplikative Verknüpfung der Ausgangssignale des Längen- und Winkelgebers gewonnen Entspricht

to das durch die multiplikative Verknüpfung von A :slegerneigung bzw. Winkel und Auslegerlänge erhaltene Ausgangssignal dem Signal des Geben zum Erfassen der Last so wird ein Oberlastsignal ausgelöst Befindet sich jedoch der Teleskopkran beispielsweise auf

is unebenem Boden, so ist die Wirkung der Oberlastsicherung in Frage gestellt, da die Kraftmomente sich dadurch ändern.

Aus der DE-OS 19 35 031 ist weiterhin ein Belastungskontrollgerät für Krane mit Teleskopausleger bekannt, das im wesentlichen aus einem Auslegerlängendrehschalter, wobei jeder feste Kontakt eine vorherbestimmte Länge des Teleskopauslegers darstellt, einer Anzahl Auslegerwinkelschalter, dessen drehbare Kontaktgeber jeweils mit den entsprechenden Kontakten des Auslegerlängendrehschalters verbunden sind, einer Anzahl Druckschalter, die mit den Ausgängen entsprechender Auslegerwinkelschalter verbunden sind sowie einem mit den Ausgängen der Druckschalter verbundenen Signalstromkreis besteht Die Druckschal ter stellen nacheinander höhere Drücke dar und werden dabei von dem im Hubzylinder herrschenden Druck betätigt Überschreitet nun der im Hubzylinder herrschende Druck die Druckgrenze des entsprechenden Druckschalters und somit den sicheren Bereich für diesen Arbeitspunkt des Auslegers, so wird dieser Druckschalter geöffnet und dadurch eine Warnvorrichtung betätigt Bei anormalen Betriebszuständen, beispielsweise bei nicht ausgefahrenen, jedoch erforderlichen Abstützungen des Teleskopkrans besteht auch bei diesem Belastungskontrollgerät die Gefahr, daß der sichere Arbeitsbereich des Krans überschritten wird.

Es ist somit Aufgabe der Erfindung, die Vorrichtung der gattungsgemäßen Art derart auszugestalten, daß neben den geometrischen Parametern, die die Hebeein richtung einnimmt, wie beispielsweise Auslegerwinkel oder Auslegerlänge, noch zusätzliche Betriebszustände der Hebeeinrichtung, insbesondere die Abstützung derselben am Boden, beispielsweise über zusätzliche Stützen, oder nur über die Räder, oder der Schwenkwin kel in der Vertikalen des Auslegen gegenüber dem Chassis der Hebeeinrichtung berücksichtigt werden können.

Die Merkmale der zur Lösung dieser Aufgabe geschaffenen Erfindung ergeben sich aus dem kenn zeichnenden Teil des Anspruches.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine geometrische Darstellung, aus der die aus beiden Parametern gebildeten Wertepaare bezogen auf einen fahrbaren, d. h. auf Rädern montierten Kran mit Teleskopausleger ersichtlich sind;

Fig.2 eine geometrische Darstellung der drei durchgeführten Interpolationen; F i g. 3 eine der F i g. 1 entsprechende geometrische Darstellung bezogen auf einen Baukran mit einem vertikalen Mast und einem horizontalem Ausleger;

Fig.4 schematisch im Diagramm die Auswahl der Bezugswerte, um die sich aufgrund der Interpolationen

ergebenden Fehler zu verkleinern,

Fig.5 ein allgemeines elektrisches Schaltbild der Überwachungsvorrichtung mit den beiden potentiometrischen Einheiten;

Fig.6 ein elektrisches Schaltbild eines Ausführungsbeispiels zur Erzeugung der Bezugsspannungen.

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.

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 zum Anhängen einer Last P befestigt ist

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 Druckzylinders 15, der zwischen dem Drehtui m 7 und dem Ausleger 9 wirkt

Im Verlauf einer Hebephase bietet der Kran einerseits zwei Parameter, die seinen geometrischen Zustand definieren, und andererseits verschiedene andere Parameter dar, die seine Arbeitsbedingungen definieren. Die den geometrischen Zustand des Krans 1 definierenden Parameter sind beispielsweise der Winkel α, 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 beispielsweise 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.

Es 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 Belastung 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

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.

Bei der Anwendung von F i g. 1 wählt man beispiels

weise sechs vorbestimmte Werte «o—«5 für den Winkel λ und neun vorbestimmte Werte L₀- U für die Länge L, um dadurch 54 Wertepaare (λ, L)zu bilden. Die Werte «0—05 und Lo-LR* werden gewählt, ure

den gesamten möglichen Bereich der Änderung des Winkels « und der Länge L während einer Hebephase abzudecken.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Werte «o—«5 und Lo-Lt regelmäßig verteilt jedoch können sie selbstverständlich auch in anderer Weise gewählt werden, beispielsweise indem diese Werte in den am häufigsten verwendeten Arbeitsbereichen einander angenähert werden, um dadurch, wie im folgenden noch erläutert die Fehler zu reduzieren.

Jedes dieser gebildeten Wertepaare (et, 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 Krankonstruk teure oder experimentell durch den Kranbenutzer bestimmt und hängt von der Hebeleistung bzw. Hebekraft des Krans 1, von den A/oeitsbedingungen und von dem durch die Organe des Krars 1 ausgeübten mechanischen Widerstand ab. Tatsächlich ist für ein und dasselbe Paar (ot, L) aus vorbestimmten Werten, d. h. für ein und denselben geometrischen Zustand des Krans 1, der dur-'h die Parameter x, 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 Stabilisatoren 5,6 abgestützt ist usw.

In Fig.] sind die Paare aus den vorbestimmten

Werten durch Punkte repräsentiert, die in den Schnittpunkten der durch die Schwenkachse 14 gelegten Geraden (oco—«5) mit den die Schwenkachse 14 als Mittelpunkt aufweisenden Kreisbögen (Lo-Lg) liegen. Zu Zwecken der klareren Darstellung sind diese Wertepaare in F i g. 1 in der durch die Lärigsac! se 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 Winkelstel lung ein.

Weiterhin wird der einem Wertepaar («, L) zugeordnete Bezugswert durch den Buchstaben V mit zwei numerischen Indizes bezeichnet welche die dieses Wertepaar bildenden Werte des Winkels <x und der

so Länge L sind. Hierbei sind lediglich bestimmte dieser Werte in F i g. 1 wiedergegeben. So ist beispielsweise der Bezugswert Vojs dem Wertepaar («o, Le), der Bezugswert V23 dem Wertepaar («2, Ls) zugeordnet usw.

In jiiiem 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 «,und Ubestimmt und es werden jeweils in den geschlossenen Intervallen, in denen jeweils die Werte <x, und Li gelegen sind, aus den Werten «o~«5 die aufeinanderfolgenden Werte sowie aus den Werten L₀- U die aufeinanderfolgenden Werte ausgewählt So ist lediglich des Beispiels halber in Fi g. Ii ein Paar von effektiven Augenblickswerten «,· und L, gezeigt die jeweils zwischen «? und 1x3 einerseits sowie L₅ und U andererseits eingeschlossen sind. Diese beiden Paare von vorbestimmten aufeinander-

folgenden Werten von λ und L definieren vier Wertepaare und vier Bezugswerte, die diesen vier Wertepaaren zugeordnet sind Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind diese vier Bezugswerte V23, V₁₆₁Vu und V₁₆.

Ausgehend von diesen vier Bezugswerten bestimmt man nun durch drei lineare Interpolationen in Abhängigkeit von der jeweiligen Lage der effektiven Augenblickswerte «,■ und U in Bezug auf die Werte der derart aus den vorbestimmten aufeinanderfolgenden Werte von <x, L ausgewählten Paare einen Wert Vi* der hinsichtlich des durch die Werte tx* U bestimmten geometrischen Zustandes des Krans 1 und hinsichtlich der Arbeitsbedingungen des Krans 1 repräsentativ ist für die zulässige Maximallast

In Fig. 2 ist eine geometrische Darstellung dieser drei Interpolationen für das Ausfuhrungsbeispiel gemäß

zwischen L₅, U 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 Vdie dritte Koordinate bilden.

Man bildet nun durch lineare Interpolation zwischen den Werten V^ und Vj.6 einen ersten Wert V₂. » und zwar in Abhängigkeit von der Lage von L/in bezug auf U und L₆. Dieser Wert V₂. ,ist repräsentativ für die zulässige Maximallast im Hinblick auf den geometrischen Zustand des Krans 1, der durch die aus den Parametern λ, Lgebildeten Werte «2, L/definiert ist

Man bildet sodann durch lineare Interpolation zwischen den Werten V35 und V^ einen zweiten Wert Vi, j, und zwar in Abhängigkeit von der Lage von L, in bezug auf Ls, L*. Dieser Wert V3,, ist repräsentativ für die zulässige Maximallast im Hinblick auf den geometrischen Zustand des Krans 1, der durch die aus den Parametern«, Lgebildeten Werte«j, /.,definiert ist

Man bildet schließlich durch lineare Interpolation zwischen den Werten V₂, ,und V₃,, den dritten Wert Vu, und zwar in Abhängigkeit von der Lage von «, in bezug auf Ot₂, «3.

In gleicher Weise bildet man, ausgehend von den vier Bezugswerten, die den vier Wertepaaren (ihrerseits definiert durch die aus den vorbestimmten aufeinanderfolgenden Werten von α und L ausgewählten beiden Paare) zugeordnet sind, durch drei lineare Annäherungen einen Wert V^ der im Hinblick auf den durch α, und Li definierten augenblicklichen geometrischen Zustand des Krans 1 ""epräsentativ ist für die zulässige Maximallast

Gemäß den vorstehenden Ausführungen wurden die beiden ersten Interpolationen für zwei der vorherbestimmten Werte von «, jeweils von «2 und «3, gebildet, während die dritte Interpolation für den Augenblickswert L₁ von L gebildet wurde. Es ist selbstverständlich in gleicher Weise möglich, wie ebenfalls in F i g. 2 gezeigt, die beiden ersten Interpolationen für zwei der vorherbestimmten Werte von L, jeweils von L₅ und L₈, zu bilden, um die Werte K* 5 und V„ e zu erhalten, und sodann die dritte Interpolation für den Augenblickswert «,von « zu bilden, um den Wert Vj, ,zu erhalten, der dem in der zuvor beschriebenen Weise gebildeten Wert Vu entspricht

Gleicherweise mit der Bildung des Wertes Vu 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 ,· und Vp werden sodann verglichen, und es wird sodann eine Information herausgegeben, die für die tatsächlich aufgebrachte Last in bezug auf die durch den Wert Vi,, 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 far den vierten numeri sehen Wert dieselbe. Diese Relation ist vorzugsweise linear.

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 YsrschwsnkbEr ist. Der Auslcer 1? trä^t sn ?iner Sf *t? des Mastes 16 eine Laufkatze 20, die entlang des

Auslegers 18 bewegbar ist und an einem Kabel 23 einen Kranhaken 2t sowie einen Flascherizugblock 22 trägt. An der anderen Seite des Mastes 16 trägt der Ausleger

18 ein Gegengewicht 24.

Die beiden den geometrischen Zustand des Krans 27

definierenden Parameter sind die Höhe //des Auslegers 18 übet 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 dip Lage der Laufkatze 20 am Ausleger 18 definiert ist Der Parameter //variiert in diskontinuierlicher Weise und ist ein und derselben Hebephase konstant während der Parameter d während der Hebephase in kontinuierlicher Weise variiert

Auch bei diesem Ausführungsbeispiel wählt man willkürlich eine Reihe von Werten H₀-H₅ vom Parameter Hund eine Reihe von Werten do—de vom Parameter d, um beim betrachteten Ausführungsbeispiel 42 Wertepaare (H, d)zu schaffen.

Vorzugsweise entsprechen die Höhen Ho-Hs den Höhen des Auslegers 18, wenn der Mast 16 jeweils 1 —6 Teilabschnitte 25 aufweist

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 Lediglich des Beispiels halber sind in Fig.3 einige dieser Bezugswerte Wo$, W\,4, W23 und

so Hereingetragen.

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. ,zu erhalten, der hinsichtlich dieses geometrischen Zustandes repräsentativ für die zulässige Maximallast ist Man bildet sodann einen Wert Wp, der für die dem Kran 27 tatsächlich aufgebrachte wirksame Last P repräsentativ ist, vergleicht die Werte Wp, Wi, ,-miteinander und erhält dadurch eine Information, die repräsentativ ist für für die tatsächlich gehobene Last in bezug auf die durch den Wert Wj,,· definierte zulässige

Maximallast

Obwohl im vorstehenden lediglich zwei Anwendungsbeispiele dieses bekannten Verfahrens wiedergegeben wurden, kann letzters selbstverständlich auch bei

anderen unterschiedlichen Typen von Hebeeinrichtungen angewendet werden, bei denen die Werte der beiden Parameter von ihrer jeweiligen Leistungsfähigkeit abhängen.

In F i g. 4 ist die Art und Weise dargestellt, wie die Für die zulässigen Maximallasten repräsentativen Bezugswerte ausgewählt werden, um die sich aufgrund der InterprJ-itionen ergebenden Fehler zu verringern.

Die Kurve Cgemäß F i g. 4 stellt diejenige Kurve von Bezugswerten U dar, die aufgrund der Vorgaben bzw. Daten des Konstrukteurs für die Werte ein ^s Parameters a definiert ist. So sind lediglich des Beispiels halber in Fig. 4 zwei vorbestimmte Werte a-i und ai des Parameters a genommen worden, denen für einen vorbestimmten Wert eines anderen Parameters zwei Werte W₂, L/'₃ entsprechen, die auf der Kurve C definiert sind. Diese Kurve Cstellt eine Konkavität dar, so daß zwischen ai und aj ein Wert a, existiert, für den der Fehler Δ zwischen dem dnrch ¹^i? Ιϊπρλγρ Interpolation definierten Wert U", und dem durch die Kurve C definierten Wert U', maximal ist. Um diesen Fehler zu verkleinern, ordnet man den Werten a-i und a^ des Parameters a Bezugswerte Uj und L/3 zu, die sich All von U'j und U'3 unterscheiden, so daß der maximale Fehler zwischen ai und a₃ Δ/2 beträgt.

Um außerdem den durch jede Interpolation eingeführten Fehler zu verkleinern, kann man auch die vorbestimmten Werte des Parameters annähern, jedoch ist man schnell durch die Anzahl der derart gewählten Werte beschränkt.

In f ig. 5 ist nun eine im wesentlichen bekannte Vorrichtung dargestellt, die zur Anwendung des oben beschriebenen Verfahrens verwendet wird. Diese Vorrichtung ist lediglich des Beispiels halber in Anwendung bei dem Kran 1 gemäß F i g. 1 dargestellt.

Um die drei vorerwähnten Interpolationen durchzuführen, werden zwei potentiometrische Einheiten 31,32 verwendet.

Die Einheit 31 weist ebensoviele Potentiometer auf, wie vorbestimmte Werte vom Parameter <x gewählt worden sind, d. h. also beispielsweise sechs Potentiometer 33—38 entsprechend jeweils den sechs Werten «0—«5 von «. All diese Potentiometer sind identisch. Sie weisen jeweils ebensoviele Anzapfungen auf, wie vorbestimmte Werte von Parameter L gewählt worden sind, d. h. also beispielsweise neun Anzapfungen entsprechend jeweils den neun Werten Lo-Le von L Lediglich des Beispiels halber sind bei dem dem Wert «o entsprechenden Potentiometer 33 die neun vorbestimmten Werte Lo-Le von L angezeigt, die den neun Anzapfungen dieses Potentiometers 33 zugeordnet sind. Es stehen daher bei den sechs Potentiometern 33—38 54 Anzapfungen zur Verfügung, welche die 54 Wertepaare («, L) gemäß F i g. 1 darstellen. Die Schleifkontakte bzw. Abgriffe 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 Augenblickswert Li der Länge L des Auslegers 9 bestimmt, wie durch die strichpunktierte Linie 46 angedeutet

Die Messung des Wertes L, 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 Abgriffe 39—44 variiert demgemäß linear mit der Länge L

Es nehmen daher zu jedem Zeitpunkt einer Hebephase die Abgriffe 39—44 der jeweiligen Potentiometer 33—38 die durch den Augenblickswert L, definierte selbe Position ein. Bei dem in F i g. 1 und 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Wert L, zwischen L% und U enthalten. Auf jedem Potentiometer 33—38 ist die geometrische Verteilung der den Werten Lo-Le zugeordneten Speiseanzapfungen dieselbe wie die numerische Verteilung dieser Werte. Im allgemeinen weisen die Werte Lo-U einen regelmäßigen Abstand voneinander auf, was zur Folge hat, daß auch die neun Speiseanzapfungen jedes Potentiometers einen gleich großen Abstand voneinander aufweisen.

Es werden nun den 54 Anzapfungen der Potentiometer Bezugsspannungen zugeordnet, die hinsichtlich der beiden entsprechenden Werte von cn und L repräsentativ für die zulässigen Maximallasten sind. In F i g. 5 sind einige dieser Bezugsspannungen angegeben.

Die Abgriffe 39—44 sind jeweils über einen Meßbrückenverstärker 50—55 elektrisch mit sechs Anzapfungen eines einzigen Potentiometers 56 verbunden, das die pofentiometrische Einheit 32 bildet. Die sechs Anzapfungen des Potentiometers 56 entsprechend jeweilr, den Werten «o—«5 des Winkels α. Die Stellung des Schleifkontaktes 57 des Potentiometers 56 ist, wie durch die strichpunktierte Linie 58 angedeutet, durch den effektiven Augenblickswert α, des Winkels λ bestimmt. Die geometrische Verteilung der Anzapfungen des Potentiometers 56 ist dieselbe wie die numerische Verteilung der Werte «to—«s, die im allgemeinen einen gleich großen Abstand voneinander aufweisen.

Die Messung des Winkels «, 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 λ variiert.

Der Schleifkontakt 57 ist elektrisch mit dem Eingang eines Vergleichers 60 verbunden.

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 Potentiometer 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 Pbestimmt ist. Der Schleifkontakt 30 ist elektrisch mit dem anderen Anschluß des Vergleichers 60 verbunden. Zur Bildung des Wertes Vp verwendet man vorzugsweise die in der französischen Patentanmeldung 74 24 304 der Anmelderin beschriebene Vorrichtung.

Der Ausgang 61 des Vergleichers 60 steuert einen Me3schaltkreis 62, dessen Funktion noch erläutert wird.

Im folgenden wird anhand von F i g. 6 die Schaltung 49 beschrieben, mittels der dem entsprechenden Anschluß bzw. Abgriff die Bezugsspannung zugeordnet werden kann. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist diese Spannung der Wert V₃J, der hinsichtlich des durch die Werte «3 und La der Parameter et und L definierten geometrischen Zustandes des Krans 1 repräsentativ ist für die zulässige Maximallast

Wie schon früher dargelegt, hängt diese Bezugsspannung für dieselben Werte von « und L von den Arbeitsbedingungen ab. Aus diesem Grund weist die Schaltung 49 mehrere einstellbare Spannungsquellen auf, die jeweils einem eine Arbeitsbedingung definierenden Parameter entsprechen. So hai man beispielsweise drei Parameter von Arbeitsbedingungen angenommen, denen jeweils drei einstellbare Spannungsquellen 63,64

und 65 entsprechen. Die Spannungsquelle 63 entspricht dem Ruhezustand des mittels der Stabilisatoren 5,6 auf dem Boden 4 abgestutzten Krans 1, die Spannungsquelle 64 entspricht dem Ruhezustand des mittels seiner Räder 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 die Spannungsquelle 65 dem Ruhezustand des mittels seiner Räder 3 auf dem Boden 4 abgestützten Krans 1 entspricht bei einer Lage der genannten vertikalen Ebene jenseits des Winkels von 15°.

Die einstellbaren Spannungsquellen 63,64 und 65 sind gleich aufgebaut, weswegen im folgenden lediglich die Spannungsquelle 63 beschrieben wird. Diese einstellbare Spannungsquelle 63 weist ein eine eingeregelte Spannung lieferndes Bauteil 66, beispielsweise einen Transistor auf, dessen Emitter an Masse liegt und dessen Kollektor über einen regelbaren Widerstand 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 Umschalter 72 verbunden, mittels dem diejenige Spannungsquelle 63, 64 und 65 gewählt werden kann, die der entsprechenden Arbeitsbedingung entspricht.

Die Spannungsquellen 63, 64 und 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 Umschalters 72 verbunden.

Dieser Umschalter 72 ist in Form eines manuell in mehrere Stellungen umschaltbaren Mehrstufenschalters dargestellt und weist einen an Masse gelegten beweglichen Kontakt 76 auf, mittels dem derjenige der Transistoren 66 gesperrt werden kann, dessen Basis mit dem entsprechend der jeweiligen Stellung des beweglichen Kontaktes 76 ausgewählten Ausgang 73 bzw. 74 bzw. 75 verbunden ist.

Zur vorherigen Bildung der Bezugsspannung, d. h. beim dargestellten Ausführungsbeispiel des Wertes V₁₂ 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 Spannung zu ernten, mittels der über den Widerstand 69 die gewünschte Spannung V_i3, die hinsichtlich der Werte «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 Vpund der Last, die

ίο sie repräsentiert. Im allgemeinen sind diese Relationen linear.

Man stellt somit durch die Schaltung 49 ebensoviele Bezugsspannungen zur Verfügung, wie in Betracht zu ziehende Arbeitsbedingungen existieren.

ι⁵ Wie gestrichelt in Fig.6 angedeutet, steuern die Ausgänge 73, 74 und 75 des Umschalters 72 die Basen der Transistoren 66 der einstellbaren Spannungsquellen 63,64 und 65 der jeweils 54 Schaltungen 49.

Ohwnhl Her Umschalter 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.

Die Funktion des jeder Schaltung 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

Zur Betätigung der Überwachungsvorrichtung muß der Benutzer lediglich den Umschalter 72 betätigen, sofern dieser nicht automatisch arbeitet Die Überwachungsvorrichtung ist aufgrund ihrer Ausgestaltung unempfindlich gegen äußere Einflüsse und daher zuverlässig in ihrer Funktion. Da diese Vorrichtung darüber hinaus relativ wenig Bauteile erfordert, kann diese kostengünstig produziert werden. Ein weiterer

wesentlicher Vorteil dieser Überwachungsvorrichtung "ist darin zu sehen, daß es ohne Änderungen der Hebeeinrichtungen oder der Kontrollvorrichtungen selbst bei verschiedenen Typen von Hebeeinrichtungen, beispielsweise bei Krantypen, die ein Kippmoment aufweisen, als auch bei Hebebühnen oder Laufkranen zur Anwendung gelangen kann.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch;

   Vorrichtung zur Überwachung der zulässigen Last einer Hebeeinrichtung, insbesondere eines Krans, in Abhängigkeit von geometrischen Parametern, wie Auslegerwinkel, Auslegerlinge und Auslegerneigung mit einer Vergleichseinrichtung, in der ein Vergleich zwischen einer der gehobenen Last proportionalen Spannung und einer Bezugspannung erfolgt, die fiber einen in Abhängigkeit von den durch die Hebeeinrichtung eingenommenen geometrischen Parametern eingestellten Abgriff von einem Potentiometer abgegriffen wird, an dessen Speiseanzapfungen, auf bestimmte Betriebszustände der Hebeeinrichtung eingestellte Spannungen liegen, die den für die jeweiligen geometrischen Parameter zulässigen Lasten proportional sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Speiseanzapfungen des Potentiometers (56) an Abgriffen (39—44) von den bestimmten Parameterstufen zugeordneten Potentiometern (33—38) angeschlossen sind, deren Speiseanz&pfungen (Lo-U) jeweils mit den Spannungen versorgt sind, die aus einstellbaren Spannungsquellen (63, 64,65) geliefert werden, und daß mittels eines Umschalters (72) alle Speiseanzapfungen (Lo-Le) der den bestimmten Parameterstufen zugeordneten Potentiometer (33—38) an die dem jeweiligen gleichen Betriebszustand zugeordneten Spannungsquellen anschließbar sind.