DE2830269C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Sicherheitssystem für eine magnetische Hubvorrichtung. Derartige magnetische Hubvorrichtungen besitzen, gleichgültig ob sie Permanentmagnete oder Elektromagnete benutzen, eine Hubkapazität, die von den verschiedensten Faktoren abhängt. Es kann daher nicht generell eine zuverlässige Höchstlast für eine solche magnetische Hubvorrichtung angesehen werden.

Durch die DE-AS 12 95 154 ist ein elektromagnetisches Lasthaltegerät bekanntgeworden, daß einen Hublastsensor aufweist, der ein der Hublast proportionales Signal liefert, das einem Verstärker zugeführt wird. Ein weiteres, von einer Magnetisierungsstromeinstellvorrichtung geliefertes Signal wird dem gleichen Verstärker zugeführt und in Abhängigkeit von einem Vergleich der beiden Signale liefert der Verstärker einen Magnetisierungsstrom, der so eingestellt sein soll, daß er eine bestimmte Zahl von Platten am Hubmagneten festhält. Die Einstellung des Erregerstroms kann aber keinen sicheren Rückschluß auf die zur Verfügung gestellte Hubkraft liefern, weil die Haltekraft wesentlich mit abhängig ist vom magnetischen Widerstand innerhalb des Magnetkreises und es können sich Luftspalte bei ungünstigem Erfassen der Last bilden, die ein zuverlässiges Halten ausschließen. Bei der bekannten Vorrichtung handelt es sich aber da nicht um eine Sicherheits­ vorrichtung im Sinne der Erfindung, sondern um ein Lasthaltegerät, das in Abhängigkeit vom Erregerstrom eine bestimmte Zahl von Platten anheben soll. Für eine Hubvorrichtung, die mit Permantenmagneten arbeitet, ist eine solche Vorrichtung ohnehin unbrauchbar.

In der DE-AS 12 18 312 ist eine Signaleinrichtung zum Anzeigen von Eisenteilen beschrieben, die von einem Elektromagneten erfaßt werden. Auch hier wird der Erregerstrom des Elektromagneten eingestellt, um die Hubkraft zu ändern. Durch die hiermit zusammenwirkende Signaleinrichtung soll erkennbar gemacht werden, ob eine Last erfaßt ist oder nicht, das heißt, ob eine Last noch gehalten wird oder nach dem Anheben schon wieder gefallen ist. Bekanntlich besteht im ersten Moment des Anzugs die größte Gefahr des Abfallens der Last. Diese ja/nein-Funktion soll mit der bekannten Signaleinrichtung durchgeführt und für Kontroll- und Anzeigezwecke nutzbar gemacht werden.

Die DE-OS 19 01 611 bezieht sich auf einen Gleichstromlastmagneten mit Signalgeber, dem eine Anzeige geliefert wird, ob dem Magnet eine Last, insbesondere einen auf einem Verkokungsofen verfahrbaren Füllwagen, erfaßt hat oder nicht. Auch diese Kontrollvorrichtung arbeitet in Abhängigkeit von der Änderung eines Magnetfeldes. Wie bei allen andern bekannten Vorrichtungen kann jedoch keine zuverlässige Voraussage darüber getroffen werden, ob die Last sicher erfaßt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Gefahr des Abfallens einer von einem Hubmagneten (gleich ob Elektromagnet oder Permanentmagnet) erfaßten Last dadurch zu vermeiden, daß die tatsächlich verfügbare Hubkraft mit der jeweiligen Last verglichen wird, um einen Sicherheits­ faktor zu erhalten.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die in Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Die Erfindung benutzt demgemäß als Anzeige- bzw. Vergleichskriterium den Magnetfluß, der die erfaßte Last durchsetzt und daher unmittelbar ein Maß für die mögliche Haltekraft liefert, weil der Magnetfluß abhängig ist vom magnetischen Widerstand des Kreises. Der Magnetfluß wird sich je nach den Bedingungen im einzelnen einstellen und berücksichtigt damit sämtliche Faktoren, die die Hubkraft beeinflussen können. Die Hublast ist demgegenüber relativ leicht durch ein entsprechendes Meßglied festzustellen und die Vergleichsvorrichtung kann einen gewünschten Sicherheitsfaktor aufweisen, um im Gefahrenfalle ein entsprechendes Signal zu liefern.

Wenn die Hubvorrichtung an einer Last außerhalb des Schwerpunktes angreift, ergibt sich eine Schrägstellung der Last, die ebenfalls einen wesentlichen die Hubkraft beeinflussenden Faktor darstellen kann. Dieser Faktor wird nach einer Weiterbildung der Erfindung durch einen Lage­ sensor gemäß Anspruch 5 berücksichtigt. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1a eine mit einem Permanentmagneten arbeitende Hubvorrichtung in Greifstellung bzw. Abwurfstellung,

Fig. 1b die Hubvorrichtung nach Fig. 1a in Hubstellung,

Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Sicherheitssystems, angebracht bei einer Hubvorrichtung gemäß Fig. 1a oder 1b.

Die Fig. 1a und 1b zeigen eine Permanentmagnet-Hubeinrichtung mit zwei äußeren festen Polschuhen 2, 4 aus einem Material mit niedriger Koerzitivkraft, z. B. Weicheisen. An jedem Polschuh sind Ferrit­ magnete 6, 8 hoher Koerzitivkraft befestigt, so daß benachbarte gleiche Pole einen mittleren Spalt 10 für einen beweglichen Polschuh 12 belassen. Der Polschuh 12 besteht aus einem Material mit geringer Koerzitivkraft, und er ist längs des Spaltes beweglich, in dem ein Magnetfeld von im wesentlichen Null existiert, und zwar als Folge der benutzten Polgestalt.

Die Hubvorrichtung ist in Fig. 1a in Verbindung mit einer Last 14 dargestellt, die an die Stirnflächen der Polschuhe 2, 4 anstößt. In der in dieser Figur dargestellten Lage des mittleren Magnetpolschuhs 12 besteht ein magnetisches Gleichgewicht und es wird kein resultierendes Feld erzeugt, welches zur Erzeug­ ung einer Hubkraft wirksam werden könnte.

Um ein Anheben zu bewirken, wird der mittlere Pol 12, wie aus Fig. 1b ersichtlich, nach unten bewegt und in Berührung mit der Last 14 gebracht, und zwar zweckmäßigerweise durch einen Kolben 16. Die Bewegung des Mittelpols in die Lage gemäß Fig. 1b stört die Gleichgewichtsbedingung, die bei der Lage nach Fig. 1a besteht, und es wird ein resultierendes Feld durch die Last zum Zwecke des Anhebens erzielt.

Da die magneto-motorische Kraft der Ferritmagnete im wesentlichen konstant ist, hängt die auf die Last ausgeübte Kraft, die für das Anheben verfügbar ist, von dem magnetischen Widerstand des Kreises ab, der die Polschuhe 2, 4 und die Last 14 umfaßt. Der magnetische Widerstand ändert sich mit dem Charakter der Last, d. h. mit der Packungsdichte einer voll oder teilweise teilchen­ förmigen oder geschichteten Last, und außerdem von der magne­ tischen Permeabilität und von der Gestalt. Der Widerstand hängt außerdem von der Natur der Zwischenfläche zwischen den Pol­ schuhen 2, 4 und der Last 14 ab, und er wird durch irgendwelche dazwischen befindlichen Fremdkörper erhöht.

Um zu gewährleisten, daß das magnetische Vektorfeld ausreicht, um die jeweilige Last mit einem genügenden Sicherheitsspielraum anzuheben, ist eine Spule 18 um den Weg des beweglichen Pol­ stückes 12 benachbart zur Last angeordnet. Die Spule 18 spricht auf Änderungen der Feldstärke an, die durch Bewegung des Pol­ stückes 12 von der Stellung aus Fig. 1 in die Lage nach Fig. 1b vorhanden sind. Das von der Spule gelieferte Signal stellt das Hubfeld durch die Last längs der Achse der Polschuhe 2, 4 dar, und dieses wird in einem Integrator 20 gemäß Fig. 2 integriert und quadriert. Der Integrator 20 erzeugt demgemäß ein Signal, welches die längs der Polschuhachsen verfügbare Hubkraft an­ zeigt. Dabei sind Kompensationsmittel derart vorgesehen, daß die Arbeitsweise der stromführenden Spulen zur Bewegung des mittleren Poles die Genauigkeit des Ausgangs der Signalspule nicht stören.

Eine Wägezelle 22, die einen Teil des Einspannkopfes zwischen Hubvorrichtung und Hubseil bildet, liefert ein Signal, welches eine Funktion des Gewichtes der Last darstellt, und das einem Kombinationsverstärker 24 zu­ geführt wird. Der Kombinationsverstärker 24 empfängt außerdem Signale von einer mit 30 gekennzeichneten Vorrichtung, die in der Lage ist, die Neigung der Hubvorrichtung gegenüber der Vertikalen zu messen. Mit sich vergrößernder Neigung ver­ mindert sich die Komponente der Magnetkraft, die zum Anheben verfüg­ bar ist, und hierdurch wird die Hubsicherheitsgrenze vermindert, die während des Hubvorganges zur Verfügung steht.

Der Neigungssensor 30 weist bei dieser Ausführungsform ein Pendel 32 auf, welches in rechtwinklig zueinander stehenden Vertikalebenen derart beweglich ist, daß eine Vektorabweichung gegenüber der Vertikalen festgestellt werden kann. Das Pendel ist mit zwei nicht dargestellten Potentiometern gekuppelt, deren Widerstand bzw. Spannungsausgang proportional zur Lage des Pendels ist, und demgemäß wird die Lage der Hubvorrichtung in zwei senkrecht zueinander stehenden Vertikalebenen angezeigt.

Der Kombinationsverstärker 24 erzeugt einen Ausgang, der von dem Ausmaß der Neigung der Last abhängt, das das Verhältnis von Last zu dem Vektor der Magnetkraft beeinflußt, die zum Anheben verfügbar ist.

Das Signal, welches vom Integrator 20 geliefert wird und das vom Ausgang des Kombinationsverstärkers 24 gelieferte Signal werden einem Komparator 26 zugeführt, der einen Ausgang erzeugt, wenn die zum Anheben verfügbare Kraft im Hinblick auf den ge­ wählten Sicherheitsgrenzbereich unzureichend ist.

Der Ausgang des Komparators 26 betätigt eine visuelle oder optische Warnvorrichtung für eine nicht dargestellte Hub­ verhinderungsvorrichtung, die kontinuierlich oder intermittie­ rend arbeitet. Bei dieser Ausführungsform weist die Warnvorrich­ tung ein Blitzlicht auf, welches unsichere Hubbedingungen an­ zeigt.

Die Erfindung wurde vorstehend unter Bezugnahme auf eine Hub­ vorrichtung beschrieben, die Permanentmagnete benutzt. Sie ist natürlich in gleicher Weise anwendbar für eine elektromagnetische Hubvorrichtung herkömmlicher Bauart. Die Neigungsvorrichtung wurde als Pendel beschrieben, welches mit Potentiometern zu­ sammenarbeitet. Stattdessen könnte auch ein Pendel benutzt werden, welches Schalter an vorbestimmten Winkelstellungen des Ankers eines Signal-Differentialtransformators betätigt.

Claims (12)

1. Sicherheitssystem für eine magnetische Hubvorrichtung, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• - ein Hublastensensor (22) liefert ein der Hublast (14) proportionales Signal,
• - ein Hubkraftsensor (18, 20) liefert ein der Hubkraft proportionales Signal in Abhängigkeit von dem Magnetfluß im Magnetkreis, der auch die Hublast (14) durchsetzt,
• - die beiden Signale werden verglichen, um ein resultierendes Signal zu erzeugen, das eine Sicherheitsgrenze anzeigt.

2. Sicherheitssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein resultierendes Signal einen Abfragefunksender betätigt.

3. Sicherheitssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das resultierende Signal ein das Anheben verhinderndes Steuersystem betätigt.

4. Sicherheitssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das resultierende Signal ein Blitzlicht auslöst.

5. Sicherheitssystem nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Neigungssensor (30) ein Neigungssignal liefert, das mit dem Hublastsignal kombiniert wird.

6. Sicherheitssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungssensor (30) ein Pendel (32) aufweist.

7. Sicherheitssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungssensor (30) einen Druckwandler in Form einer Flüssigkeitskapsel aufweist.

8. Sicherheitssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das der Hubkraft proportionale Signal von einer den Magnetfluß umschließenden Spule (18) geliefert wird.

9. Sicherheitssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (18) ein bewegliches Polstück (12) umschließt, mit dem der Luftspalt des Magnetkreises einstellbar ist.

10. Sicherheitssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (18) einen Integrator (20) speist, dessen Ausgang mit einem Komperator (26) zugeführt wird, der das resultierende Signal liefert.

11. Sicherheitssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Hublastsensors (22) und der Ausgang des Neigungssensors (30) einem Kombinationsverstärker (24) zugeführt werden, der den das resultierende Signal liefernden Komperator (26) speist.

12. Sicherheitssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubvorrichtung zwei Permanentmagnete aufweist, die im Abstand zueinander angeordnete gleiche Pole besitzen, daß ein Polstück (12) zwischen den gleichnamigen Polen beweglich ist, um den Hubfluß zu steuern, und daß feste Polschuhe (2, 4) zusammen mit dem Polstück an dem zu hebenden Körper (14) angreifen, der den Flußweg schließt.