DE2655906C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische Sicherheitsschaltung für Verstelleinrichtungen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Für die Gewährleistung der Betriebssicher­ heit von Vorrichtungen mit auslenkbaren Elementen ist es von besonderer Wichtigkeit, daß die auslenkbaren Elemente keine unkontrollierten Bewegungen ausführen können. Diese unkontrol­ lierten 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 Bewegungsvor­ gang 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 Wiederan­ laufsperre 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 Wiederauftre­ ten der Antriebsenergie der jeweils begonnene Arbeitszyklus zu Ende geführt und die Vorrichtung dann abgeschaltet wird.

Von besonderer Bedeutung sind derartige Sicherheitseinrich­ tungen bei Fahrzeugen, die mit Hubwerkseinrichtungen ausge­ rüstet sind. So ist es beispielsweise bei hydraulischen Hub­ staplern bekannt, den Hebe- und Senkvorgang durch jeweils einen Punktkontakt zu steuern. Auf diese Weise führt das Hub­ werkzeug nur dann eine Bewegung aus, wenn der Hebe- oder Senkkontakt betätigt wird. Fällt die Antriebsenergie während eines Bewegungsvorganges oder bei Stillstand der Hubeinrich­ tung aus oder wird sie abgeschaltet, verharrt die Hubvorrich­ tung in der jeweiligen Position auch wenn die Antriebsenergie wieder auftritt bzw. wieder zugeschaltet wird.

Nachteil dieses Steuerungsverfahrens ist es, daß für die Aus­ lenkung des Hubwerkzeuges kein definierter Wert vorgegeben wer­ den kann, es muß vielmehr das Hubwerkzeug durch Betätigen des Hebe- oder Senkkontaktes auf die gewünschte Position gebracht werden. Bei einigen Anwendungsfällen, beispielsweise bei land­ wirtschaftlichen Maschinen, ist jedoch wünschenswert, die Auslenkung des Hubwerkzeuges auf einen definierten Wert vor­ wählen 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 Posi­ tion des Pfluges jeweils wieder durch Betätigen eines Hebe- und Senkkontaktes einstellen zu müssen.

Es sind Verstelleinrichtungen bekannt, bei denen die Position des auslenkbaren Elementes durch Geber in elektrische Signale umgeformt und mit einem vorgegebenen Sollwert ver­ glichen 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 Sicherheitsgrün­ den gewährleistet sein, daß bei Inbetriebnahme der Vorrichtung und Vorliegen einer Differenz zwischen Soll- und Istwert das auslenkbare Element nicht selbsttätig auf den Sollwert ver­ stellt 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 Inbetrieb­ nahme der Vorrichtung verhindern.

Aus der DE-AS 12 43 768 ist eine Schaltungsanordnung zur Positionierung eines beweglichen Teiles, insbesondere für Werkzeugmaschinen, bekannt. Mit dieser bekannten Schaltungs­ anordnung soll ein möglichst genaues Abschalten eines Positionierantriebs in einer vorgegebenen Endstellung möglich sein, um Zerstörungen bei Werkzeugmaschinen zu vermeiden. Eine Verriegelungseinrichtung wird hier wirk­ sam, wenn eine programmierte Bewegungsrichtung mit der aus einem Soll-Istwertvergleich ermittelten Bewegungs­ richtung nicht übereinstimmt. Diese bekannte Schaltungs­ anordnung sieht jedoch nicht vor, daß bei Inbetriebnahme eines auslenkbaren Elements eine unkontrollierte Aus­ lenkbewegung verhindert wird, wie dies beispielsweise für Verstelleinrichtungen von Landmaschinen erforderlich wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektronische Sicherheitsschaltung für Verstelleinrichtungen für ein auslenkbares Element zu schaffen, mit der bei Inbetrieb­ nahme der Verstelleinrichtungen ein unbeabsichtigtes Auslenken des auslenkbaren Elements vermieden wird.

Die erfindungsgemäße elektronische Sicherheitsschaltung für Verstelleinrichtungen hat den Vorteil, daß Mittel vorge­ sehen sind, die bei Inbetriebnahme der Verstelleinrichtung und Vorliegen einer Differenz zwischen Soll- und Istwert das auslenkbare Element auf dem Istwert verriegelt. Dabei erfolgt die Entriegelung des verriegelten auslenkbaren Elements erst bei Nachstellen des Sollwertes auf den Istwert. Auf diese Weise ist es möglich, eine Verstelleinrichtung durch einen Hebel zu steuern, dessen Auslenkung der Aus­ lenkung 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 Sicherheits­ schaltung möglich.

In einer bevorzugten Ausführungsform 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 weiterver­ arbeitet, 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 Weise bei landwirtschaftlichen Fahrzeugen mit einer Hubvorrichtung, beispielsweise Ackerschleppern eingesetzt werden, bei denen die Höhe der Hubeinrichtung, an der landwirtschaftliche Geräte wie Pflüge, Sämaschinen und dergl. angebracht werden können, durch einen Hebel eingestellt wer­ den 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 ein­ regeln. Diese Betriebweise wird als "Automatik" bezeichnet.

Befindet sich das landwirtschaftliche Werkzeug nicht im Ein­ griff, beispielsweise auf Überführungsfahrten, ist eine Be­ triebweise "Fahrt" vorgesehen, bei der das Hubwerkzeug auto­ matisch auf maximale Höhe eingestellt wird. Die Lageregelung des Hubwerkes bleibt während dieser Betriebsweise eingeschal­ tet, um das Verbleiben des Hubwerkes in der maximalen Höhen­ auslenkung zu gewährleisten und damit Störungen durch mechani­ sche Erschütterungen oder Lecköl in die Hubhydraulik auszu­ gleichen. Damit kann jedoch die beschriebene Sicherheitsschal­ tung nicht eingreifen, wenn bei Erreichen des Arbeitsortes des landwirtschaftlichen Fahrzeuges von der Betriebsweise "Fahrt" auf die zweite Betriebsweise "Automatik" umgeschal­ tet 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 Ein­ schaltens 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 zwangs­ weise verriegelt wird.

In einer weiteren Ausführungsform 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.

Prinzipschaltbilder verschiedener Ausführungsbeispiele und zugehörige Spannungsverläufe sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung ausführlich erläutert. Es zeigt

Fig. 1 das Prinzipschaltbild eines Ausführungsbei­ spieles der erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltung;

Fig. 2 die Spannungsverläufe an verschiedenen Punkten des in Fig. 1 dargestellten Prinzipschaltbildes bei verschiedenen Zuständen der Eingangsgrößen;

Fig. 3 das Prinzipschaltbild einer zwei­ ten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltung;

Fig. 4 das Prinzipschaltbild einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltung.

In Fig. 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 Komparators 6 ist über einen Kondensator 7 mit Masse verbun­ den 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 Be­ triebsspannung U _B gelegt werden, die von einer Batterie 10 geliefert wird. Der Ausgang des ersten Komparators 6 ist mit einer Ausgangsklemme 12 verbunden.

In Fig. 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 _A , die an der Ausgangsklemme 12 an­ liegt, dargestellt.

An der Eingangsklemme 1 liegt die Spannung U _H , die dem Stell­ signal der Verstelleinrichtung für den Fall entspricht, daß das auslenkbare Element in Richtung Heben geführt werden soll. Die Spannung U _H hat digitalen Charakter, d. h. sie nimmt einen bestimmten positiven Betrag an, wenn das auslenkbare 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 U _S , die eine In­ formation 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 Span­ nung im Summenpunkt 5 ist auf den ersten Eingang des ersten Komparators 6 geführt und als U _- bezeichnet. In Fig. 2a ist angenommen, daß Ist- und Sollwert übereinstimmen, d. h. die Spannung U _- ist gleich Null. Wird nun über den Betriebsschal­ ter 9 die Betriebsspannung an die Schaltung gelegt, lädt sich der Kondensator 7 über den Widerstand auf und am zweiten Ein­ gang des ersten Komparators 6 erscheint eine expotentiell ge­ gen U _B strebende Spannung. Damit ist der erste Komparator 6 stets in den positiven Zustand geschaltet und die Spannung U _A an der Ausgangsklemme 12 nimmt den Wert U _B an. Mit einer posi­ tiven Spannung an der Ausgangsklemme 12 kann die Verstellein­ richtung freigegeben werden, dies entspricht der Tatsache, daß U _H gleich U _S gleich Null, bzw. der Soll- gleich dem Ist­ wert ist.

In Fig. 2b ist für U _- zum Zeitpunkt t ₁ eine positive Span­ nung angenommen. Das bedeutet, daß zwischen eingestelltem Sollwert und vorliegendem Istwert eine Differenz besteht. Diese Differenz kann sowohl von U _H wie von U _S 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 Kompa­ rator 6 in den Schaltzustand Null gesetzt, da an seinem er­ sten, 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 Betriebs­ spannung entspricht. Damit bleibt jedoch die Spannung U _A auf dem Wert Null und die Verstellvorrichtung ist verriegelt. Erst wenn der Sollwert auf den vorliegenden Istwert nachgestellt worden, d. h. wenn U _H gleich U _S Null gemacht worden ist, wird auch (Zeitpunkt t ₂) U _- gleich Null und der erste Kompa­ rator 6 kippt in den positiven Schaltzustand. Damit liegt an der Ausgangsklemme 12 wieder eine positive Spannung U _A an und die Verstelleinrichtung wird freigegeben. Gleichzeitig kann sich jedoch der Kondensator 7 wiederum auf die volle Betriebs­ spannung aufladen, so daß der positive Schaltzustand des er­ sten Komparators 6 gewährleistet ist, auch wenn zu einem späteren Zeitpunkt t ₃ wieder eine Abweichung des Sollwertes vom Istwert auftreten sollte.

In Fig. 3 ist ein Prinzipschaltbild einer zweiten Ausfüh­ rungsform der erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltung darge­ stellt. 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 drit­ ten Komparators 21 verbunden. Die Ausgänge der Komparatoren 20 und 21 entsprechen den Eingangsklemmen 1 und 2 des in Fig. 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 Span­ nungsteilers am Betriebsschalter 9. Der Abgriff des Span­ nungsteilers aus den Widerständen 22 und 23 ist mit der Ba­ sis eines Transistors 25 verbunden, dessen Emitter am Aus­ gang des ersten Komparators 6 liegt und dessen Kollektor über einen Widerstand 24 mit dem Betriebsschalter 9 verbun­ den 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 arbei­ tet, mit Masse verbunden.

Die an den Eingangsklemmen 13 und 14 anliegenden Spannungen entsprechend 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 Gleich­ heit von Soll- und Ist-Spannung die Spannung Null und bei Un­ gleichheit der beiden Spannungen ein positiver bzw. negativer Spannungswert erscheint. Durch geeignete Einstellung der Kom­ paratoren 20 und 21 kann nun erreicht werden, daß am Summen­ punkt 5 eine positive Spannung anliegt, wenn die Ausgangsspan­ nung des Verstärkers 17 einen bestimmten positiven Wert über­ schreitet 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 Fig. 1 dar­ gestellten Prinzipschaltbild eines ersten Ausführungsbei­ spieles der erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltung bei Gleich­ heit von Soll- und Istwert die Spannung Null und bei Vorliegen einer Differenz zwischen Soll- und Istwert eine positive Span­ nung. 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 Kondensator 7 über die Widerstände 22 und 23 auf die Betriebs­ spannung auf. Die Spannung an der Basis des Transistors 25 steigt daher von einem durch die Widerstände 22 und 23 be­ stimmten Bruchteil der Betriebsspannung auf den vollen Wert der Betriebsspannung an. Da der erste Komparator 6 sich im positiven Schaltzustand findet, bleibt der Transistor 25 ge­ sperrt und an der Ausgangsklemme 12 kann die Spannung U _A gleich U _B abgenommen werden, damit ist die Verstelleinrich­ tung freigegeben. Liegt eine Differenz zwischen Soll- und Istwert vor, ist die Spannung U _- positiv und der Komparator gerät bei Einschalten der Betriebsspannung in den Schaltzu­ stand 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. für Wartungsarbeiten in Betrieb genommen werden, kann die Basis des Transistors 25 über einen Schalter 26 an Masse ge­ legt werden. Dann sperrt der Transistor 25 wieder und die Spannung U _A steigt an und gibt die Verstelleinrichtung frei, obwohl die Spannung U _- einen positiven Betrag hat.

In Fig. 4 ist das Prinzipschaltbild einer dritten Ausführungs­ form der erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltung dargestellt. Bei dieser Ausführungsform sind die Ausgänge der Komparatoren 20 und 21 mit dem Eingang eines logischen NOR-Gatters verbun­ den, dessen Ausgang über einen Widerstand 30 an den negativen Eingang des ersten Komparators 6 angeschlossen ist. Die Be­ triebsspannung kann über den Betriebsschalter 9 an eine Ver­ sorgungsleitung 31 geschaltet werden. Zwischen die Versor­ gungsleitung 31 und Masse ist die Reihenschaltung eines Kon­ densators 32 und eines Widerstandes 33 geschaltet, dessen Mittelabgriff über eine in Leitrichtung geschaltete Diode 34 mit dem positiven Eingang des ersten Komparators 6 verbun­ den ist. Der positive Eingang des ersten Komparators 6 ist weiterhin über einen aus den Widerständen 22 und 23 beste­ henden Spannungsteiler, dessen Abgriff mit dem Ausgang des ersten Komparators 6 verbunden ist, an die Versorgungslei­ tung 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 36, dessen po­ sitiver Eingang mit dem Mittelabgriff eines Spannungsteilers verbunden ist, der aus einem festen Widerstand 38 und einem einstellbaren Widerstand 39 besteht und zwischen die Versor­ gungsleitung 31 und Masse geschaltet ist. Vom negativen Ein­ gang des vierten Komparators 36 führt ferner ein Widerstand 37 an 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 43 mit Masse verbunden. Von der Katode der Diode 42 führt ein Kondensator 44 an den Schaltkontakt 453 eines dreistufigen Schalters 45 der so geschaltet ist, daß die Schaltkontakte 451, 452 und 453 wechselweise mit Masse verbunden werden können. Der Schalt­ kontakt 453 ist zudem über einen Widerstand 46 mit der Ver­ sorgungsleitung 31 verbunden. Der Ausgang des vierten Kom­ parators 36 ist schließlich an die Ausgangsklemme 12 geführt, an der die Spannung U _A abgenommen werden kann.

Die Ausgangsspannung der Komparatoren 20 und 21 ist auf das logische NOR-Gatter 29 geführt, 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 Ausgangs­ signal 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 Be­ triebsspannung an die Schaltung gelegt, stellt sich am ne­ gativen Eingang des ersten Komparators 6 eine Spannung ein, die im wesentlichen durch das Verhältnis der Widerstände 30 und 41 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 Wider­ stände 23, 22, 35 und 37 bestimmten Bruchteil der Betriebs­ spannung ab. Durch geeignete Dimensionierung dieser Wider­ stände und des Spannungsteilers, bestehend aus den Wider­ ständen 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 _A 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 Komparators 6 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 _A der Ausgangsklemme 12 positiv und die Verstelleinrich­ tung wird entriegelt.

Wie oben bereits beschrieben, tritt bei Einsatz der Sicher­ heitsschaltung 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 eingrei­ fen, 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 "Auto­ matik" entsprechen. In dem in Fig. 4 dargestellten Prinzip­ schaltbild 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 landwirt­ schaftlichen Geräten beschränkt, sie kann vielmehr über­ all dort eingesetzt werden, wo die Auslenkung eines Ele­ mentes durch die Stellung eines Hebels gesteuert wird. Dies ist beispielsweise bei verschiedenen Hub- und Förder­ werkzeugen bei Industrierobotern und Manipulatoren der Fall.

Claims (16)

1. Elektronische Sicherheitsschaltung für Verstellein­ richtungen 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 In­ betriebnahme der Verstelleinrichtung und Vorliegen ei­ ner Differenz zwischen Soll- und Istwert das auslenkba­ re Element auf dem Istwert verriegeln, und daß das ver­ riegelte auslenkbare Element bei Nachstellen des Soll­ wertes auf den Istwert entriegelt wird.

2. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die aus der Differenz zwischen Ist- und Sollwert eine erste elek­ trische Spannung (U-) bilden, die bei Vorliegen einer Differenz zwischen Ist- und Sollwert einen festen vor­ bestimmten Betrag hat.

3. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Eingang eines Kompara­ tors (6) mit der ersten elektrischen Spannung (U-) und ein zweiter Eingang des ersten Komparators (6) bei In­ betriebnahme der Sicherheitsschaltung mit einer verzö­ gert ansteigenden Spannung (U+) beaufschlagt werden.

4. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Eingang des ersten Kom­ parators (6) über einen ersten Kondensator (7) mit Mas­ se und über einen ersten Widerstand (8) und einen Be­ triebsschalter (9) mit der Betriebsspannung verbunden und der Ausgang des ersten Komparators (6) mit einem zweiten Widerstand (11) auf den zweiten Eingang rückge­ koppelt ist.

5. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des ersten Komparators (6) einer Ausgangsklemme (12) zugeführt wird und die Ausgangsklemme (12) mit einem Stellglied zum Nachführen des auslenkbaren Elementes verbunden ist.

6. Sicherheitsschaltung nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß elektrische Geber vorgese­ hen sind, die dem Soll- und Istwert entsprechende Span­ nungen erzeugen und daß die dem Soll- und Istwert ent­ sprechenden Spannungen über dritte Widerstände (15, 16) einem Eingang eines Verstärkers (17) zugeführt werden.

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

8. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Eingang des ersten Kom­ parators (6) über den Kondensator (7) mit Masse und über einen aus sechsten Widerständen (22, 23) gebilde­ ten Spannungsteiler und den Betriebsschalter (9) mit der Betriebsspannung verbunden ist.

9. Sicherheitsschalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mittelabgriff des aus sechsten Widerständen (22, 23) gebildeten Spannungsteilers mit der Basis eines Transistors (25) verbunden ist, dessen Emitter an den Ausgang des ersten Komparators (6) und dessen Kollektor über einen siebten Widerstand (24) und den Betriebsschalter (9) an die Betriebsspannung ange­ schlossen ist.

10. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor des Transistors (25) mit der Ausgangsklemme (12) und die Ausgangsklemme (12) mit dem Stellglied zum Nachführen des auslenkbaren Ele­ ments verbunden ist.

11. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis des Transistors (25) über einen Schalter (26) an Masse schaltbar ist.

12. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Verstärkers (17) über achte Widerstände (27, 28) mit dem negativen Ein­ gang des zweiten Komparators (20) und dem positiven Eingang des dritten Komparators (21) verbunden ist und daß die Ausgänge des zweiten Komparators (20) und des dritten Komparators (21) mit den Eingängen eines logi­ schen NOR-Gatters (29) verbunden sind, dessen Ausgang über einen neunten Widerstand (30) an den ersten Ein­ gang des ersten Komparators (6) gelegt ist.

13. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Versorgungsleitung (31) vorge­ sehen ist, die durch den Betriebsschalter (9) an die Betriebsspannung gelegt werden kann, daß von der Ver­ sorgungsleitung (31) ein RC-Glied in Form einer Reihen­ schaltung eines zweiten Kondensators (32) und eines zehnten Widerstandes (33) an Masse führt, daß der Ver­ bindungspunkt von Kondensator (32) und zehnten Wider­ stand (33) über eine in Leitrichtung gepolte Diode (34) mit dem zweiten Eingang des ersten Komparators (6) ver­ bunden ist, daß der zweite Eingang des ersten Kompara­ tors (6) über einen sechsten aus Widerständen (22, 23) gebildeten Spannungsteiler an die Versorgungsleitung (31) angeschlossen ist und der Ausgang des ersten Kom­ parators (6) mit dem Abgriff des aus den sechsten Wi­ derständen (22, 23) gebildeten Spannungsteilers verbun­ den ist.

14. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Eingang des ersten Kompa­ rators (6) über einen elften Widerstand (35) mit dem ersten Eingang eines vierten Komparators (36) verbunden ist, daß der erste Eingang des vierten Komparators (36) über einen zwölften Widerstand (37) an Masse liegt, daß der zweite Eingang des vierten Komparators (36) am Mit­ telabgriff eines aus festen und einstellbaren Wider­ ständen (38, 39) gebildeten Spannungsteilers liegt, der zwischen die Versorgungsleitung (31) und Masse geschal­ tet ist und daß der Ausgang des vierten Komparators (36) mit der Ausgangsklemme (12) und diese mit dem Stellglied zum Nachführen des auslenkbaren Elementes verbunden ist.

15. Sicherheitsschaltung nach den Ansprüchen 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der zehnte Widerstand (33) des RC-Gliedes von einer Diode (40) überbrückt ist.

16. Sicherheitsschaltung nach den Ansprüchen 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Eingang des er­ sten Komparators (6) über einen dreizehnten Widerstand (41) mit der Versorgungsleitung (31) und ferner über eine in Leitrichtung gepolte Diode (42) und einen vier­ zehnten Widerstand (43) mit Masse verbunden ist und daß die Katode der Diode (42) über einen dritten Kondensa­ tor (44) mit einem Betriebsartenschalter (45) an Masse schaltbar ist.