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Mobilkranlastmomentbegrenzungseinrichtung
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Die Erfindung betrifft eine Lastmomentbegrenzungseinrichtung für einen
Mobilkran mit einem um die Lotrechte drehbaren Kranoberbau mit einem in Höhenrichtung
schwenkbaren, längenveränderbaren Ausleger unter Anwendung eines Istwertgebers für
das jeweils auf den Mobilkran wirkende Moment, eines Grenzwertgebers, der mittels
eines Ausladungsmeßgerätes und einer Programmeinrichtung jeweils für entsprechende
Ausladungswerte Grenzwerte bestimmt, und eines Vergleichsgerätes, das dann, wenn
das auf den Mobilkran wirkende Moment den jeweils maßgebenden Grenzwert erreicht,
eine Sicherheitseinrichtung auslöst, die alle das Lastmoment vergrößernden Bewegungen,
insbesondere die Lastanhebung, abschaltet.
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Es ist bekannt, bei derartigen Lastmomentbegrenzungseinrichtungen
ein aus Funktionspotentiometern mit Anzapfungen bestehendes Netzwerk zum Bilden
der verschiedenartigen polygonförmigen Grenzmomentkurvenverläufe zu verwenden. Die
Abgriffe der einzelnen Potentiometer werden dabei durch eine Änderung des jeweiligen
Neigungswinkels und der jeweiligen Länge des Auslegers verstellt. Diese Abgriffe
werden einem mit Anzapfungen ausgestatteten Potentiometer zugeführt, dessen Ausgangssignal
in Abhängigkeit der Ausladung dem jeweiligen Grenzmomentwert entspricht.
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Dabei ist nachteilig, daß ein einmal durch das Netzwerk gebildeter
polygonförmiger Grenzmomentkurvenverlauf mit einfachen Mitteln nicht beliebig umgestaltet
und
veränderten Betriebsbedingungen angepaßt werden kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lastmomentbegrenzungseinrichtung
anzugeben, die es erlaubt, jeden den tatsächlichen Gegebenheiten entsprechenden
Grenzmomentkurvenverlauf nachzubilden.
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Ferner soll sie als Universalanlage bei unterschiedlichen Krantypen
einzusetzen sein.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einer Lastmomentbegrenzungseinrichtung
der eingangs angegebenen Art vorgesehen ist, daß die Programmeinrichtung elektronische
Analogrechner mit einer Programmiereinrichtung und eine Korrektureinrichtung, die
das insbesondere durch das Eigengewicht des Auslegers jeweils vorhandene, auf den
Mobilkran wirkende Moment berücksichtigt, aufweist. Dadurch wird insbesondere erreicht,
daß durch die Analogrechner jeder Grenzmomentkurvenverlauf gebildet werden kann
Vorteilhaft ist es, wenn der Analogrechner mit Analogrechenbausteinen, bestehend
aus Operationsverstärkern und verstellbaren Widerständen und/oder Kondensatoren
so aufgebaut ist, daß er jeden beliebig gestalteten polygonförmigen Grenzmomentkurvenverlauf
nachbildet, denn die Operationsverstärker sind die Grundelemente von Rechenbausteinen
zur Realisierung des Kurvenverlaufs.
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In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß
der Analogrechner mit kontaktlosen Schaltern sowie mit einer Widerstandsmatrix,
die für jeweils einen Rüstzustand des Mobilkrans, insbesondere freistehend oder
abgestützt, als bestimmtes proportionales Bewertungsglied dient, ausgestattet ist,
denn
für den jeweiligen Rüstzustand wird der maßgebende Grenzmomentkurvenverlauf gebildet.
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Zweckmäßig ist es, wenn der Analogrechner mit linearen Rechenbausteinen,
insbesondere Summierern, Umkehrern und Konstantfaktormultiplizierern, und nichtlinearen
Rechenbausteinen, insbesondere MultiplizierernZ Radizierern und Funktionsumformern
beschaltet ist. Diese Beschaltung des Analogrechners bewirkt z.B., daß ein in einem
Koordinatensystem gebildeteter Kurvenverlauf in bezug auf Abszisse und/oder Ordinate
verschiebbar ist.
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Weiterhin empfiehlt es sich, wenn die Funktionsumformer .arabel- und/oder
Hyperbelmultiplizierer aufweise denn sie gestatten eine Approximierung eines Parbel-
und/oder Ilyperbelastetes an den maßgebenden Grenzmornentkurvenverlauf 5.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: Fiy. 1 einen Blockschaltplan
einer Lastmomentbegrenzungseinrichtung, Fig. 2 einen Blockschaltplan eines elektronischen
Analogrechners der Lastmomentbegrenzungseinrichtung und Fig. 3 bis 7 Kurvenverläufe
des Analogrechners der Lastmomentbegrenzungseinrichtung.
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Die Lastmomentbegrenzungseinrichtung für einen abstützbaren Mobilkran
mit teleskopierbarem sowie schwenkbarem Ausleger besitzt einen Grenzwertgeber,
einen
Istwertgeber 1 und ein damit in Verbindung stehendes Vergleichsgerät 2.
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Der Grenzwertgeber weist einen Winkelmeßwertgeber 3 zur Ermittlung
des jeweiligen Neigungswinkels und einen Längenmeßwertgeber 4 zur Ermittlung der
jeweiligen Länge des Auslegers auf. Diese Meßwertgeber sind mit einem Rechner 5,
der mittels der gelieferten Meßwerte den jeweiligen Wert der Ausladung ermittelt,
verbunden. Die Ausladung ist der waagerechte Abstand des Kranhakens vorzugsweise
von der Drehachse des Kranoberbaus. Ein Zeigerinstrument 6 zeigt den Wert der Ausladung
an.
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Der Ausgang des Rechners 5 steht mit einem elektronischen Analogrechner,
der mathematische Funktionen nachbildet, in Verbindung. Der Analogrechner weist
kontaktlose Schalter 7, z.B. Transistoren, eine Widerstandsmatrix 8, Polygonzugerzeugergeräte
9 und Polygonzugverschiebegeräte 10 auf.
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Jeder Schalter 7 ist einem Rüstzustand des Mobilkrans zugeordnet.
Ein Rüstzustand entspricht dem Fall, daß sich der Mobilkran über ausgefahrene Arme
auf den Boden stützt oder dem Fall, daß der Mobilkran ohne solche Arme mit seinen
Rädern auf dem Boden ruht, ferner dem Fall, daß der Kranoberbau gegenüber dem Kranunterbau
um die Lotrechte gedreht ist. Im durchgeschalteten Zustand eines Schalters 7 ist
der Ausgang des Rechners 5 mit der Widerstandsmatrix 8 verbunden. Diese Widerstandsmatrix
8 steht mit den Polygonzugerzeugergeräten 9 und den Polygonzugverschiebegeräten
10 in Verbindung.
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Die Polygonzugerzeugergeräte 8 besitzen Analogrechen-bausteine und
stehen mit Polygonzugsteuergeräten 11 in Verbindung. Jedes der Polygonzugsteuergeräte
11 ist einem Polygonpunkt des Polygonzugs zugeordnet und bewirkt bei entsprechender
Ansteuerung, daß sich jeder Polygonpunkt einzeln und unabhängig von den anderen
Polygonpunkten verschiebt.
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Jeweils ein Ausgang der Polygonzugerzeugergeräte 9 ist mit jeweils
einem Eingang der Polygonzugverschiebegeräte 10 verbunden. Die Polygonzugverschiebegeräte
10 besitzen Analogrechenbausteine und stehen mit Polygonzugverschiebesteuergeräten
12 in Verbindung.
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Der Ausgang jedes Polygonzugverschiebegerätes 10 sowie der Ausgang
des Länyeneßwertgebers 4, der zur Ermittlung der jeweiligen Auslegerlänge dient,
sind mit einer Korrekturschaltung 13 verbunden.
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Die Korrekturschaltung 13 berücksichtigt das auf den Mobilkran durch
das Eigengewicht des Auslegers zusätzlich wirkende Moment. Der Ausgang der Korrekturschaltung
13 ist mit einem der zwei Eingänge des Vergleichsgerätes 2 verbunden und übermittelt
dem Vergleichsgerät 2 den jeweiligen Grenzmomentwert für die betreffende Ausladung
uvfür den betreffenden Rüstzustand des Mobilkrans. Der andere Eingang des Vergleichsgerätes
2 steht mit dem Istwertgeber 1 in Verbindung. Der Istwertgeber 1 besitzt einen Meßwertgeber,
z.B. Dehnungsmeßstreifenbrücke, und befindet sich an einer geeigneten Stelle des
Mobilkrans, z.B. am Hubzylinder, und übermittelt dem Vergleichsgerät 2 den jeweiligen
Wert der auf den Mobilkran wirkenden Tragkraft. Das Vergleichsgerät 2 ermittelt
aus den gelieferten Werten die Differenz des Grenzmomentwertes zu dem Istwert der
Kranbelastung. Ein Zeigerinstrument 14 zeigt diese Differenz an. Das Vergleichsgerät
2 erteilt, sobald der Istwert den
Grenzmomentwert erreicht, einen
Abschaltbefehl an alle Kranantriebe.
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Die Lastmomentbegrenzungseinrichtung hat folgende Wirkungsweise: Der
Rechner 5 gibt als Ausgangsgröße ein proportionales Spannungssignal der Ausladung
ab. Dieses Spannungssignal wird über den für den entsprechenden Rüstzustand des
Mobilkrans zugehörigen Schalter 7 auf die Widerstandsmatrix 8 gegeben. Das Ausgangssignal
der Widerstandsmatrix 8 steuert das Polygonzugerzeugergerät 9 an. Das Polygonzugerzeugergerät
9 bildet mittels seiner Programmierung in Abhängigkeit von dem Eingangssignal das
jeweils zugehörige Ausgangssignal. Die Höhe dieser Ausgangssignale in Abhängigkeit
von der Höhe der Eingangssignale ist in Fig. 3, dem ersten Diagramm unter dem Polygonzugerzeugergerät
9, graphisch abgebildet. Eine Eingangssignalhöhe A bewirkt eine Ausgangssignalhöhe
B, eine Eingangssignalhöhe C bewirkt eine Ausgangssignalhöhe D, auf E folgt F und
auf G folgt H.
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Diese Ausgangssignalhöhen für bestimmte Eingangssignalhöhen bilden
die Polygonpunkte des Polygonzuges. Eine Eingangssignalhöhe K bewirkt dagegen mit
Hilfe eines Polygonzweiges eine Ausgangssignalhöhe L.
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Die Polygonpunkte können mittels der Polygonzugsteuergeräte 11, die
mit der Widerstandsmatrix 8 in Verbindung stehen, einzeln und unabhängig voneinander
verschoben werden. Dabei werden die Polygonzweige auch gleichzeitig mitgeführt.
Die möglichen Verschiebungsrichtungen der einzelnen Polygonpunkte sind in Fig. 4,
dem zweiten Diagramm unter dem Poly-
gonzugerzeugergerät 9, durch
die Doppelpfeile angedeutet. Einen nach einer Verschiebung der Polygonpunkte gebildeten
Polygonzug zeigt das dritte Diagramm, Fig. 5, unter dem Polygonzugerzeugergerät
9.
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Das Ausgangssignal des Polygonzugerzeugergerätes 9 wird auf den Eingang
des Polygonzugverschiebegerät 10 gegeben. Der gebildete Polygonzug kann mittels
der Polygonzugsteuergeräte 12, die mit der Widerstandsmatrix 8 in Verbindung stehen,
verschoben werden.
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Die möglichen Verschiebungsrichtungen des Polygonzuges sind in Fig.
6, dem ersten Diagramm unter dem Polygonzugverschiebegerät 10, durch die Doppelpfeile
angedeutet. Einen nach einer Verschiebung dargestellten Polygonzug zeigt Fig. 7,
das zweite Diagramm unter dem Polygonzugverschiebegerät 10.
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Das Ausgangssignal des Polygonzugverschiebegerätes 10 wird auf die
Korrekturschaltung 13 gegeben, die unter Berücksichtigung der Auslegerlänge ihr
Ausgangssignal auf das Vergleichsgerät 2 gibt. Dieses Ausgangssignal entspricht
dabei dem jeweiligen Grenzmoment des Mobilkrans. Das Vergleichsgerät 2 ermittelt
aus diesem Grenzmomentwert und dem Wert der Kranbelastung die Differenz zwischen
der maximalen erlaubten Kranbelastung und der wirkenden Kranbelastung und erteilt,
sobald die Kranbelastung die Grenzbelastung erreicht, einen Abschaltbefehl an alle
lastmomentvergrößernden Kranantriebe.
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Ansprüche