DE2655906A1

DE2655906A1 - Elektronische sicherheitsschaltung fuer verstelleinrichtungen

Info

Publication number: DE2655906A1
Application number: DE19762655906
Authority: DE
Inventors: Winfried Arnold; Hans Dipl Ing Kubach
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1976-12-09
Filing date: 1976-12-09
Publication date: 1978-06-22
Also published as: DE2655906C2; JPS5371765A; RO75024A; FR2373825A1; IT1113809B; FR2373825B1; GB1549556A; US4191913A

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Für die Gewährleistung der Betriebssicherheit von Vorrichtungen mit aus lenkbaren Elementen ist es von besonderer Wichtigkeit, daß die auslenkbaren Elemente keine unkontrollierten Bewegungen ausführen können. Diese unkontrollierten Bewegungen können beispielsweise dann auftreten, wenn die Antriebsenergie der Vorrichtung kurzzeitig ausfällt und den Bewegungsvorgang an einer willkürlichen Stelle unterbricht. Tritt die Antriebsenergie wieder auf, wird der Bewegungsvorgang nicht aus der Nullstellung heraus ausgeführt, sondern aus der beim Aussetzen der Antriebsenergie eingenommenen Positionen. Eine entsprechende Situation liegt vor, wenn die Vorrichtung mitten im Bewegungsablauf abgeschaltet und zu einem späteren Zeitpunkt wieder eingeschaltet wird. Dann ist es in jedem Falle erforderlich, den Bewegungsablauf aus der Nullstellung heraus wieder zu beginnen, um Gefährdungen der damit befaßten Personen zu vermeiden. So sind beispielsweise bei Werkzeugmaschinen Sicherheitsschaltungen bekannt, die in Form einer Wiederanlaufsperre wirken. Bei Ausfall der Netzspannung fällt dann ein Schütz ab, das verhindert, daß die Maschine von selber wieder anläuft, wenn die Netzspannung zurückkehrt. Außerdem sind Sicherheitsschaltungen bei Vorrichtungen mit zyklischen Arbeitsvorgängen bekannt, die bewirken, daß bei Wiederauftreten der Antriebsenergie der jeweils begonnene Arbeitszyklus zu Ende geführt und die Vorrichtung dann abgeschaltet wird.

Von besonderer Bedeutung sind derartige Sicherheitseinrichtungen bei Fahrzeugen, die mit Hubwerkseinrichtungen ausgerüstet sind. So ist es beispielsweise bei hydraulischen Hubstaplern bekannt, den Hebe- und Senkvorgang durch jeweils einen Punktkontakt zu steuern. Auf diese Weise führt das Hubwerkzeug nur dann eine Bewegung aus, wenn der Hebe- oder Senkkontakt betätigt wird. Fällt die Antriebsenergie während eines BewegungsVorganges oder bei Stillstand der Hubeinrichtung aus oder wird sie abgeschaltet, verharrt die Hubvorrichtung in der jeweiligen Position auch wenn die Antriebsenergie

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wieder auftritt bzw. wieder zugeschaltet wird.

Nachteil dieses SteuerungsVerfahrens ist es, daß für die Auslenkung des Hubwerkzeuges kein definierter Wert vorgegeben werden kann, es muß vielmehr das Hubwerkzeug durch Betätigen des Hebe- oder Senkkontaktes auf die gewünschte Position gebracht werden. Bei einigen Anwendungsfällen, beispielsweise bei landwirtschaftlichen Maschinen, ist es jedoch wünschenswert, die Auslenkung des Hubwerkzeuges auf einen definierten Wert vorwählen zu können. So wird in der Regel ein Pflug an einem Ackerschlepper in einer bestimmten Position betrieben, am Ende der Furche während des Wendevorganges des Ackerschleppers angehoben, und anschließend wieder in der vorherigen Position weiterbetrieben. In diesem Falle wäre es ungünstig, die Position des Pfluges jeweils wieder durch Betätigen eines Hebe- und Senkkontaktes einstellen zu müssen.

Es sind daher Verstelleinrichtungen bekannt, bei denen die Position des auslenkbaren Elementes durch Geber in elektrische Signale umgeformt und mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen werden. Durch eine an sich bekannte Regelvorrichtung kann dann das auslenkbare Element in der Weise nachgeführt werden, daß seine Ist-Position dem Sollwert entspricht. Bei einer derartigen Vorrichtung muß jedoch aus Sicherheitsgründen gewährleistet sein, daß bei Inbetriebnahme der Vorrichtung und Vorliegen einer Differenz zwischen Soll- und Istwert das auslenkbare Element nicht selbsttätig auf den Sollwert verstellt wird. Wird beispielsweise bei einem Ackerschlepper die Höhe des Hubwerkes durch einen Hebel eingestellt, kann es passieren, daß nach Abschalten des Ackerschleppers der Hebel verstellt wird, so daß bei Wiedereinschalten eine Differenz zwischen tatsächlicher Höhe des Hubwerkes und eingestellter Höhe vorliegt. Ohne eine entsprechende Sicherheitsschaltung würde dann das Hubwerk selbsttätig in die Lage ausgelenkt, die der Hebelstellung entspricht. Da dies mit erheblichen Gefahren verbunden ist, ist es erforderlich, eine Sicherheitsschaltung zu schaffen, die unkontrollierte Auslenkungen bei Inbetriebnahme der Vorrichtung verhindern.

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Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße elektronische Sicherheitsschaltung für Verstelleinrichtungen hat den Vorteil, daß Mittel vorgesehen sind, die bei Inbetriebnahme der Verstelleinrichtung und Vorliegen einer Differenz zwischen Soll- und Istwert das auslenkbare Element auf dem Istwert verriegelt. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das verriegelte auslenkbare Element erst bei Nachstellen des Sollwertes auf den Istwert entriegelt. Auf diese Weise ist es möglich, eine Verstelleinrichtung durch einen Hebel zu steuern, dessen Auslenkung der Auslenkung des zu verstellenden Elementes entspricht ohne daß die Sicherheit der Vorrichtung durch unkontrollierte Bewegungen beim Einschalten vermindert wird.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen elektronischen Sicherheitsschaltung möglich.

In einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung sind Mittel vorgesehen, die aus der Differenz zwischen Ist- und Sollwert ein elektrisches Signal bilden, das bei Vorliegen einer Differenz einen festen vorbestimmten Betrag unabhängig vom Vorzeichen der Differenz hat. Dieses Signal wird in einer elektronischen Verriegelungsschaltung in der Weise weiterverarbeitet, daß bei Zuschalten der Versorgungsspannung und Vorliegen des Signalwertes "Null" die Verstelleinrichtung freigegeben und bei Vorliegen des Signalwertes "L" die Verstelleinrichtung verriegelt wird. Erst wenn der Sollwert auf den Istwert nachgestellt worden ist und das Signal den Wert "Null" annimmt, wird die Verstelleinrichtung entriegelt, wobei nun gegebenenfalls folgende Signalwerte "L" nicht zu einem erneuten Verriegeln der Verstelleinrichtung führen.

Die erfindungsgemäße Sicherheitsschaltung kann in besonders vorteilhafter V/eise bei landwirtschaftlichen Fahrzeugen mit einer Hubvorrichtung, beispielsweise Ackerschleppern eingesetzt werden, bei denen die Höhe der Hubeinrichtung, an der

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landwirtschaftliche Geräte wie Pflüge, Sämaschinen und dergl. angebracht werden können, durch einen Hebel eingestellt werden kann. Dabei werden zusätzlich' Regelschaltungen eingesetzt, die das am Hubwerk befestigte Werkzeug entweder auf konstante Zugkraft oder konstante Lage oder eine definierte Verknüpfung aus diesen Größen bzw. Mischung beider zugehöriger Signale einregeln. Diese Betriebsweise wird als "Automatik" bezeichnet.

Befindet sich das landwirtschaftliche Werkzeug nicht im Eingriff, beispielsweise auf Überführungsfahrten, ist eine Betriebsweise "Fahrt" vorgesehen, bei der das Hubwerkzeug automatisch auf maximale Höhe eingestellt wird. Die Lageregelung des Hubwerkes bleibt während dieser Betriebsweise eingeschaltet, um das Verbleiben des Hubwerkes in der maximalen Höhenaus lenkung zu gewährleisten und damit Störungen durch mechanische Erschütterungen oder Lecköl in der Hubhydraulik auszugleichen. Damit kann jedoch die beschriebene Sicherheitsschaltung nicht eingreifen, wenn bei Erreichen des Arbeitsortes des landwirtschaftlichen Fahrzeuges von der Betriebsweise "Fahrt" auf die zweite Betriebsweise "Automatik" umgeschaltet wird und sich der Höhenverstellhebel in einer anderen Stellung befindet als der, die der maximalen Höhenauslenkung entspricht, da die Gesamtschaltung bereits an Betriebsspannung liegt und die Sicherheitsschaltung nur für den Fall des Einschaltens der Betriebsspannung eingreift. In einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist daher der Betriebsartenschalter mit einem Kontakt in der Art versehen, daß bei Umschalten von "Fahrt" auf "Automatik" die Verstelleinrichtung zwangsweise verriegelt wird.

In einer weiteren Ausfuhrungsform der Erfindung ist ein Schalter vorgesehen., mit dem die Verstelleinrichtung ohne Rücksicht auf den Schaltzustand der Sicherheitsschaltung freigegeben werden kann. Damit ist es möglich, bei Einstell- oder Wartungsarbeiten die Verstelleinrichtung von Hand zu betätigen.

Zeichnungen

rrinzipschaltbilder verschiedener Ausführungsbeispiele und

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zugehörige Spannungsverläufe sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung ausführlich erläutert. Es zeigen: Figur 1 das Prinzipschaltbild eines Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltungj Figur 2 die Spannungsverlaufe an verschiedenen Punkten des in Figur 1 dargestellten Prinzipschaltbildes bei verschiedenen Zuständen der Eingangsgrößen; Figur 3 das Prinzipschaltbild einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltung; Figur 4 das Prinzipschaltbild einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltung.

Beschreibung der Erfindung

In Figur 1 ist das Prinzipschaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltung dargestellt. Von zwei Eingangsklemmen 1 und 2 führen Widerstände 3 und 4 an einen Summenpunkt 5, der mit dem ersten Eingang eines ersten Komparators 6 verbunden ist. Der zweite Eingang des ersten !Comparators 6 ist über einen Kondensator 7 ^mit Masse verbunden und liegt ferner am Mittelabgriff eines aus Widerständen 8 und 11 bestehenden Spannungsteilers, der den Ausgang des ersten Komparators 6 mit dem Betriebsschalter 9 verbindet. Über den Betriebsschalter 9 kann die Schaltung an die Betriebsspannung U_R gelegt werden, die von einer Batterie 10 geliefert wird. Der Ausgang des ersten Komparators 6 ist mit einer Ausgangsklemme 12 verbunden.

In Figur 2 ist der zeitliche Verlauf der Spannung U_, die am ersten Eingang des ersten Komparators 6 anliegt, der zweiten Spannung U , die am zweiten Eingang des ersten Komparators 6 anliegt und der Spannung U., die an der Ausgangsklemme 12 anliegt, dargestellt.

An der Eingangsklemme 1 liegt die Spannung OV,, die dem Stellsignal der Verstelleinrichtung für den Fall entspricht, daß das auslenkbare Element in Richtung Heben geführt werden soll, Die Spannung U„ hat digitalen Charakter, d.h., sie nimmt einen bestimmten positiven Betrag an, wenn das auslenkbare

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Element gehoben werden soll und sie hat den Wert Null, wenn keine Stellgröße in Richtung Heben vorliegt. Entsprechend liegt an der Eingangsklemme 2 eine Spannung U₀, die eine Information darüber gibt, ob ein Stellsignal in Richtung Senken vorhanden ist. Dies bedeutet, daß im Summenpunkt 5 immer dann eine Spannung anliegt, wenn der eingestellte Sollwert nicht dem tatsächlichen Istwert entspricht und eine Spannung Null anliegt, wenn Sollwert und Istwert übereinstimmen. Die Spannung im Summenpunkt 5 ist auf den ersten Eingang des ersten !Comparators 6 geführt und als U_ bezeichnet. In Figur 2a ist angenommen, daß Ist- und Sollwert übereinstimmen, d.h. die Spannung U_ ist gleich Null. Wird nun über den Betriebsschalter 9 die Betriebsspannung an die Schaltung gelegt, lädt sich der Kondensator 7 über den Widerstand auf und am zweiten Eingang des ersten Komparators 6 erscheint eine expotentiell gegen Ug strebende Spannung. Damit ist der erste Komparator 6 stets in den positiven Zustand geschaltet und die Spannung U. an der Ausgangsklemme 12 nimmt den Wert Ug an. Mit einer positiven Spannung an der Ausgangsklemme 12 kann die Verstelleinrichtung freigegeben werden, dies entspricht der Tatsache, daß U„ gleich U_g gleich Null, bzw. der Soll- gleich dem Istwert ist.

In Figur 2b ist für U_ zum Zeitpunkt t^ eine positive Spannung angenommen. Das bedeutet, daß zwischen eingestelltem Sollwert und vorliegendem Istwert eine Differenz besteht. Diese Differenz kann sowohl von U„ wie von Ug herrühren, d.h. es ist unerheblich in welche Richtung eine Differenz zwischen ■Soll- und Istwert besteht. Wird nun die Betriebsspannung über den Betriebsschalter 9 zugeschaltet, wird der erste Komparator 6 in den Schaltzustand Null gesetzt, da an seinem ersten, negativen Eingang eine höhere Spannung anliegt als an seinem zweiten, positiven. Dies bedeutet, daß der Kondensator 7 sich nur auf eine Spannung aufladen kann, die einem von den Widerständen 8 und 11 bestimmten Bruchteil der Betriebsspannung entspricht. Damit bleibt jedoch die Spannung U^ auf dem Wert Null und die Verstellvorrichtung ist verriegelt. Erst wenn der Sollwert auf den vorliegenden Istwert nachgestellt

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worden, d.h. wenn U„ gleich Ug gleich Null gemacht worden ist, wird auch (Zeitpunkt t„) U_ gleich Null und der erste Komparator 6 kippt in den positiven Schaltzustand. Damit liegt an der Ausgangsklemme 12 wieder eine positive Spannung U. an und die Verstelleinrichtung wird freigegeben. Gleichzeitig kann sich jedoch der Kondensator 7 wiederum auf die volle Betriebsspannung aufladen, so daß der positive Schaltzustand des ersten Komparators 6 gewährleistet ist, auch wenn zu einem späteren Zeitpunkt t~ wieder eine Abweichung des Sollwertes vom Istwert auftreten sollte.

In Figur 3 ist ein Prinzipschaltbild einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltung dargestellt. Von Klemmen 13 und 14 führen Widerstände 15 und 16 zum Eingang eines Verstärkers 17, der über einen Widerstand 18 rückgekoppelt ist. Der Ausgang des Verstärkers 17 ist über einen Widerstand 19 mit dem negativen Eingang eines zweiten Komparators 20 und dem positiven Eingang eines dritten Komparators 21 verbunden. Die Ausgänge der Komparatoren 20 und 21 entsprechen den Eingangsklemmen 1 und 2 des in Figur 1 dargestellten Prinzipschaltbildes. Der Ausgang des zweiten Komparators 20 ist über den Widerstand 3 und der Ausgang des dritten Komparators 21 ist über den Widerstand 4 mit dem Summenpunkt 5 und dieser mit dem negativen Eingang des ersten Komparators 6 verbunden. Der positive Eingang des ersten Komparators 6 liegt über den Kondensator 7 an Masse und über einen aus Widerständen 22 und 23 gebildeten Spannungsteilers am Betriebsschalter 9. Der Abgriff des Spannungsteilers aus den Widerständen 22 und 23 ist mit der Basis eines Transistors 25 verbunden, dessen Emitter am Ausgang des ersten Komparators 6 liegt und dessen Kollektor über einen V/iderstand 24 mit dem Betriebsschalter 9 verbunden ist. Vom Kollektor des Transistors 25 ist eine Leitung an die Ausgangsklemme 12 geführt. Die Basis des Transistors 25 ist über einen Schalter 26, der als Schließkontakt arbeitet, mit Masse verbunden.

Die an den Eingangsklemmen 13 und 14 anliegenden Spannungen

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entsprechen dem Soll- bzw. Istwert. So kann die Soll-Spannung beispielsweise an einem an einen Verstellhebel gekoppelten Potentiometer abgegriffen werden, die Ist-Spannung kann von einem entsprechenden Geber abgeleitet werden. Die Spannungen sind so gewählt, daß am Ausgang des Verstärkers 17 bei Gleichheit von Soll- und Ist-Spannung die Spannung Null und bei Ungleichheit der beiden Spannungen ein positiver bzw. negativer Spannungswert erscheint. Durch geeignete Einstellung der Komparatoren 20 und 21 kann nun erreicht werden, daß am Summenpunkt 5 eine positive Spannung anliegt, wenn die Ausgangsspannung des Verstärkers 17 einen bestimmten positiven Wert überschreitet oder einen bestimmten negativen Wert unterschreitet. Liegt die Ausgangsspannung des Verstärkers 17 innerhalb der toten Zone zwischen diesen beiden Spannungswerten, erscheint am Summenpunkt 5 die Spannung Null. Damit liegt am negativen Eingang des ersten Komparators 6 wie bei.dem in Figur 1 dargestellten Prinzipschaltbild eines ersten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltung bei Gleichheit von Soll- und Istwert die Spannung Null und bei Vorliegen einer Differenz zwischen Soll- und Istwert eine positive Spannung. Wird nun über den Betriebsschalter 9 die Betriebsspannung an die Schaltung gelegt und hat die Spannung U_ am negativen Eingang des ersten Komparators 6 den Wert Null, lädt sich der Kondenstor 7 über die Widerstände 22 und 23 auf die Betriebsspannung auf. Die Spannung an der Basis des Transistors 25 steigt daher von einem durch die Widerstände 22 und 23 bestimmten Bruchteil der Betriebsspannung auf den vollen Wert der Betriebsspannung an. Da der erste Komparator 6 sich im positiven Schaltzustand findet, bleibt der Transistor 25 gesperrt und an der Ausgangsklemme 12 kann die Spannung U^ gleich Uj-. abgenommen werden, damit ist die Verstelleinrichtung freigegeben. Liegt eine Differenz zwischen Soll- und Istwert vor, ist die Spannung U_ positiv und der Komparator gerät bei Einschalten der Betriebsspannung in den Schaltzustand Null. Da die Spannung an der Basis des Transistors 25 jedoch ansteigt, leitet der Transistor 25 und die Spannung U_A sinkt ab und sperrt damit die Verstelleinrichtung. Soll die Verstelleinrichtung trotz des gesperrten Zustandes z.B.

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für Wartungsarbeiten in Betrieb genommen werden, kann die Basis des Transistors 25 über einen Schalter 26 an Masse gelegt werden. Dann sperrt der Transistor 25 wieder und die Spannung U. steigt an und gibt die Verstelleinrichtung frei, obwohl die Spannung U_ einen positiven Betrag hat.

In Figur 4 ist das Prinzipschaltbild einer dritten Ausführungs form der.erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltung dargestellt. Bei dieser Ausfuhrungsform sind die Ausgänge der Komparatoren 20 und 21 mit dem Eingang eines logischen NOR-Gatters verbunden, dessen Ausgang über einen Widerstand 30 an den negativen Eingang des ersten Komparators 6 angeschlossen ist. Die Betriebsspannung kann über den Betriebsschalter 9 an eine Versorgungsleitung 31 geschaltet werden. Zwischen die Versorgungsleitung 31 und Masse ist die Reihenschaltung eines Kondensators 32 und eines Widerstandes 33 geschaltet, dessen Mittelabgriff über eine in Leitrichtung geschaltete Diode 34 mit dem positiven Eingang des ersten Komparators 6 verbunden ist. Der positive Eingang des ersten Komparators 6 ist weiterhin über einen aus den Widerständen 22 und 23 bestehenden Spannungsteiler, dessen Abgriff mit dem Ausgang des ersten Komparators 6 verbunden ist, an die Versorgungsleitung 31 angeschlossen. Der Widerstand 33 ist zur schnelleren Umladung des Kondensators 32 mit einer Diode 40 überbrückt. Von der Katode der Diode 34 führt ein Widerstand 35 an den negativen Eingang eines vierten Komparators J>6, dessen positiver Eingang mit dem Mittelabgriff eines Spannungsteilers verbunden ist, der aus einem festen Widerstand 38 und einem einstellbaren Widerstand 39 besteht und zwischen die Versorgungsleitung 31 und Masse geschaltet ist. Vom negativen Eingang des vierten Komparators 36 führt ferner ein Widerstand 37 nach Masse. Der negative Eingang des ersten Komparators 6 ist über einen Widerstand 41 mit der Versorgungsleitung 31 und über die Reihenschaltung einer in Leitrichtung gepolten Diode 42 und eines Widerstandes '13 mit Masse verbunden. Von der Katode der Diode 42 führt ein Kondensator 44 an den Schaltkontakt 453 eines dreistufigen Schalters 45 der so

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geschaltet ist, daß die Schaltkontakte 451, 452 und 453 wechselweise mit Masse verbunden werden können. Der Schaltkontakt 453 ist zudem über einen Widerstand 46 mit der Versorgungsleitung 31 verbunden. Der Ausgang des vierten Komparators 36 ist schließlich an die Ausgangsklemme 12 geführt, an der die Spannung U. abgenommen werden kann.

Die Ausgangsspannung der Komparatoren 20 und 21 ist auf das logische NOR-Gatter 29 geführt₃ so daß an dessen Ausgang nur dann eine positive Spannung liegt, wenn an keinem der beiden Komparatoren 20 oder 21 ein Ausgangssignal anliegt. Weist einer der beiden Komparatoren 20 oder 21 ein Ausgangssignal auf, erscheint am Ausgang des logischen NOR-Gatters 29 die Spannung Null.

Ist die Spannung am Ausgang des logischen NOR-Gatters 29 gleich Null und wird über den Betriebsschalter 9 die Betriebsspannung an die Schaltung gelegt, stellt sich am negativen Eingang des ersten Komparators 6 eine Spannung ein, die im wesentlichen durch das Verhältnis der Widerstände und 4l bestimmt ist, sofern der Wert des Widerstandes 43 genügend hoch gegenüber diesen gewählt ist. Die Spannung am positiven Eingang des ersten Komparators 6 ist zunächst gleich der Betriebsspannung und sinkt mit der Aufladung des Kondensators 32 auf einen durch das Verhältnis der Widerstände 23, 22, 35 und 37 bestimmten Bruchteil der Betriebsspannung ab. Durch geeignete Dimensionierung dieser Widerstände und des Spannungsteilers, bestehend aus den Widerständen 38 und 39 kann erreicht werden, daß in diesem Falle am negativen Eingang des vierten Komparators 36 stets eine höhere Spannung als am positiven Eingang anliegt. Damit ist die Spannung U. an der Ausgangsklemme 12 gleich Null und die Verstelleinrichtung bleibt verriegelt.

Liegt am Ausgang des logischen NOR-Gatters 29 eine positive Spannung, so gelangt der erste Komparator 6 bei Zuschalten der Betriebsspannung in den Schaltzustand Null. Dann lädt sich der Kondensator 32 über die Diode 34 und den Widerstand 22 auf und die Spannung am positiven Eingang des ersten

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Komparators δ wird Null. In diesem Falle ist die Spannung am positiven Eingang des vierten Komparators 36 größer als die Spannung am negativen Eingang, damit wird die Spannung U. der Ausgangsklemme 12 positiv und die Verstelleinrichtung wird entriegelt.

Wie oben bereits besehrieben, tritt bei Einsatz der Sicherheitsschaltung in Ackerschleppern eine Betriebsweise "Fahrt" auf, bei der das Hubwerkzeug maximal nach oben ausgelenkt wird, sich die Regel- und damit auch die Sicherheitsschaltung jedoch unter Spannung befinden. Würde in einem solchen Fall von der Betriebsart "Fahrt" auf die Betriebsweise "Automatik" umgeschaltet, würde die Sicherheitsschaltung nicht eingreifen, da sie nur bei Zuschalten der Betriebsspannung wirksam wird. Aus diesem Grunde ist ein Betriebsartenschalter 45 vorgesehen, dessen Schaltkontakte 451 der Betriebsart "Aus", 452 der Betriebsart "Fahrt" und 453 der Betriebsart "Automatik" entsprechen. In dem in Figur 4 dargestellten Prinzipschaltbild ist nur der Kontakt 453 des Schalters 45 belegt. Befindet sich der Ackerschlepper in der Betriebsart "Fahrt", d.h. der Schalterstellung 452 und wird in die Betriebsart "Automatik", also die Schalterstellung 453 umgeschaltet, wird der negative Eingang des ersten Komparators 6 über die Diode 42 und den Kondensator 44 an Masse gelegt. Damit wird in der oben beschriebenen Weise die Verstelleinrichtung verriegelt.

Selbstverständlich wird die Anwendung der beschriebenen Sicherheitsschaltung nicht auf den Einsatz bei landwirtschaftlichen Geräten beschränkt, sie kann vielmehr überall dort eingesetzt werden, wo die Auslenkung eines Elementes durch die Stellung eines Hebels gesteuert wird. Dies ist beispielsweise bei verschiedenen Hub- und Förderwerkzeugen bei Industrierobotern und Manipulatoren der Fall.

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Leerseife

Claims

- ur- Patentansprüche

1. !/Elektronische Sicherheitsschaltung für Verstelleinrichtungen für wenigstens ein auslenkbares Element mit einer Regelvorrichtung zum Nachführen des auslenkbaren Elementes von einem Ist- auf einen Sollwert, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die bei Inbetriebnahme der Verstelleinrichtung und Vorliegen einer Differenz zwischen Soll- und Istwert das auslenkbare Element auf dem Istwert verriegeln.

2. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verriegelte auslenkbare Element bei Nachstellen des Sollwertes auf den Istwert entriegelt wird.

3· Sicherheitsschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die aus der Differenz zwischen Ist- und Sollwert eine erste elektrische Spannung (U_) bilden, die bei Vorliegen einer Differenz zwischen Ist- und Sollwert einen festen vorbestimmten Betrag hat.

4. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste elektrische Spannung (U_) einem ersten Eingang eines ersten Komparators (6) zuführbar ist, dessen zweiter Eingang bei Inbetriebnahme der Sicherheitsschaltung mit einer verzögert ansteigenden Spannung (U ) beschaltet ist.

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5. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Eingang des ersten Komparators (6) über einen Kondensator (7) mit Masse und über einen Widerstand (8) und einen Betriebsschalter (9) mit der Betriebsspannung verbunden und der Ausgang des ersten Komparators (6) mit einem Widerstand (11) auf den zweiten Eingang rückgekoppelt ist.

6. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des ersten Komparators (6) einer Ausgangsklemme (12) zugeführt wird und die Ausgangsklemme (12) mit dem Stellglied zum Nachführen des auslenkbaren Elementes verbunden ist.

7. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß elektrische Geber vorgesehen sind, die dem SoIl- und Istwert entsprechende Spannungen erzeugen und daß die dem Soll- und Istwert entsprechenden Spannungen über Widerstände (15, l6) einem Eingang eines Verstärkers (17) zugeführt werden.

S. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Verstärkers (17) über einen Widerstand (19) mit dem negativen Eingang eines zweiten Komparators (20) und dem positiven Eingang eines dritten Komparators (21) verbunden ist und daß die Ausgänge des zweiten Komparators (20) und des dritten Komparators (21) über Widerstände (3, 4) an den ersten Eingang des ersten Komparators (6) gelegt sind.

9- Sicherheitsschaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,

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daß der zweite Eingang des ersten Komparators (6) über den Kondensator (7) mit Masse und über einen aus Widerständen (22, 23) gebildeten Spannungsteiler und den Betriebsschalter (9) mit der Betriebsspannung verbunden ist.

10. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hittelabgriff des aus Widerständen (22, 23) gebildeten Spannungsteilers mit der Bans eines Transistors (25) verbunden ist, dessen Emitter an den Ausgang des ersten Komparators (6) und dessen Kollektor über einen Widerstand (24) und den Betriebsschalter (9) an die Betriebsspannung angeschlossen ist.

11. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor des Transistors (25) mit der Ausgangsklemme (12) und die Ausgangsklemme (12) mit dem Stellglied zum Nachführen des auslenkbaren Elements verbunden ist.

12. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis des Transistors (25) über einen Schalter (26) an Hasse schaltbar ist.

13· Sieherheitsschaltung nach Anspruch 7₃ dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Verstärkers (17) über Widerstände (27, 2S) mit dem negativen Eingang des zweiten Kompa>"it:c rr;

(20) und dem positiven Eingang des dritten Komparator::; (21) verbunden ist und daß die Ausgänge des zweiten Kompamtors

(20) und des dritten Komparators (21) mit den Eingang.·ti eines

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logischen NOR-Gatters (29) verbunden sind, dessen Ausgang über einen Widerstand (30) an den ersten Eingang des ersten Komparators (6) gelegt ist.

14. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Versorgungsleitung (31) vorgesehen ist, die durch den Betriebsschalter (9) an die Betriebsspannung gelegt werden kann, daß von der Versorgungsleitung (31) ein RC-Glied in Form einer Reihenschaltung eines Kondensators (32^ und eines Widerstandes (33) an Masse führt, daß der Verbindungspunkt von Kondensator (32) und Widerstand (33) über eine in Leitrichtung gepolte Diode (3*0 mit dem zweiten Eingang des ersten Komparators (6) verbunden ist, daß der zweite Eingang des ersten Komparators (6) über einen aus Widerständen (22, 23) gebildeten Spannungsteiler an die Versorgungsleitung (31) angeschlossen ist und der Ausgang des ersten Komparators (6) mit dem Abgriff des aus Widerständen (22, 23) gebildeten Spannungsteilers verbunden ist.

15. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Eingang des ersten Komparators (6) über einen Widerstand (35) mit dem ersten Eingang eines vierten Komparators (36) verbunden ist, daß der erste Eingang des vierten Komparators (35) über einen Widerstand (37) an Masse liegt, daß de.r zweite Eingang des vierten Komparators (36) an der Mittelanzapfung eines aus festen und einstellbaren Widerständen (38, 39) gebildeten Spannungsteilers liegt, der zwischen die Versorgungsleitung (31) und Masse geschaltet

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ist und daß der Ausgang des vierten Komparators (36) mit der Ausgangsklemme (12) und die Ausgangsklemme (12) mit dem Stellglied zum Nachführen des auslenkbaren Elementes verbunden ist.

16. Sicherheitsschaltung nach den Ansprüchen 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (33) des RC-Gliedes von einer Diode (40) überbrückt ist.

17. Sicherheitssschaltung nach den Ansprüchen 13 bis l6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Eingang des ersten Komparators (6) über einen Widerstand (41) mit der Versorgungsleitung (31) und ferner über eine in Leitrichtung gepolte Diode (42) und einen Widerstand (43) mit Masse verbunden ist und daß die Katode der Diode (42) über einen Kondensator (44) mit einem Betriebsartenschalter (45) an Masse schaltbar ist.

18. Sicherheitsschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das auslenkbare Element durch die Verstelleinrichtung mittels eines hydraulischen Stellgliedes auslenkbar ist.

19. Sicherheitsschaltung nach Anspruch l8, dadurch gekennzeichnet, daß Magnetventile vorgesehen sind, die das hydraulische Stellglied steuern und die von der an der Ausgangskle¹':!:;!:' (12) anliegenden Spannung betätigt werden.

20. Sicherheitssehaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das auslenkbare Element ein landwiri .^vhaft. L u-h·*.·. (ioi'iit :in einem Ackerschlepper ist.