DE3247369A1 - Schaltungsanordnung fuer die lastbegrenzung und ueberlastsicherung eines hubwerkantriebes - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf eine Schaltungsanordnung für die Lastbegrenzung und Überlastsicherung eines Hubwerkantriebes mit zwei Hubgeschwindigkeiten, die über ein Haupthubschütz und ein Feinhubschütz schaltbar sind, -

mit mehreren Schaltern, einer Zeitstufe und von den Schaltern gesteuerten Kontakten in den Strompfaden von Haupthubschütz und Feinhubschütz,

wobei die Schalter in Abhängigkeit von der Seilkraft und damit lastabhängig betätigbar sind und einer der Schalter als Teillastschalter beim Übergang vom Schlaffseil zum belasteten Seil, der andere als Grenzlastschalter beim Überschreiten einer zulässigen Grenzlast öffnet. - Bei der Lastbegrenzung und Überlastsicherung von Hubwerkantrieben besteht grundsätzlich das Problem, den Einfluß der beim Anheben der Last auftretenden dynamischen Lastspitzen auf den Meß- und Auswertungsvorgang so weit wie möglich auszuschließen, um das tatsächliche Lastgewicht genau zu erfassen. Dabei treten diese Lastspitzen nicht nur beim Anreißen des Schlaffseils, sondern auch bei jedem Anhalten oder Wiederanlauf des Hubwerkes sowohl beim Hubvorgang als auch beim Senkvorgang auf.

Bei der bekannten gattungsgemäßen Schaltungsanordnung (DE-PS 20 68 712) wird mit einer Meß- und Steuereinheit gearbeitet, die kurz nach Beginn der Seilstraffung bei Erreichen einer vorbestimmten Belastung anspricht, die unter der Nennlast liegt, die nach dem Ansprechen die Haupthubgeschwindigkeit sperrt und nur die Feinhubgeschwindigkeit freilässt sowie diesen Zustand mindestens so lange aufrechterhält, bis festgestellt ist, dass die der Nennlast entsprechende Belastung nicht überschritten ist. Die Steuereinheit enthält eine Meßeinrichtung, die bei einer Belastung des Seiles entsprechend 5 bis 20 % der Hebezeugnutzlast einen Kontakt zur Einschaltung einer Zeitmeßeinrichtung schließt und einen Kontakt zur Sperrung der Hauptgeschwindigkeit öffnet, wobei die Meßeinrichtung bei Zug des Seiles entsprechend der Nennlast einen Kontakt zur Sperrung der Feinhubgeschwindigkeit öffnet und den Kontakt für die Haupthubgeschwindigkeit offenhält, während die Zeitmeßeinrichtung nach Ablauf einer Meßzeit bei nicht vorhandener Überlast den Kontakt zur Freigabe der Haupthubgeschwindigkeit schließt. Diese Schaltungsanordnung unterscheidet eine Ansprechzeit für den Schlaffseilkontakt, eine Ansprechzeit für den Überlastschalter, eine Sicherheitszeit, die gewährleistet, dass der Meßvorgang bei kleiner Beschleunigung mit Sicherheit abgeschlossen ist und eine Mehrzahl von Meßeinheiten mit zugeordneten Schaltpunkten. Die einzelnen Schaltpunkte müssen individuell eingestellt werden.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Schaltungsanordnung so weiter auszubilden, dass nur noch zwei Meßeinheiten erforderlicher sind, eine für die Teillast, auf die der Teillastschalter anspricht, und eine andere für die Grenzlast, auf die der Grenzlastschalter anspricht.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, dass der Teillastschalter ein Teillastrelais, der Grenzlastschalter ein Grenzlastrelais steuert und die Zeitstufe ein Zeitstufenrelais aufweist, welches durch Kontakte des Teillastrelais bzw. des Grenzlastrelais gesteuert ist und einen Zeitstufenkontakt aufweist, dass das Grenzlastrelais bei geöffnetem Teillastschalter sowie geöffnetem Grenzlastschalter sowie geöffnetem Zeitstufenkontakt unverzögert, bei geschlossenem Zeitstufenkontakt verzögert abschaltet, wodurch das Haupthubschütz mit einem Schließerkontakt und das Feinhubschütz mit einem weiteren Schließerkontakt ausschaltbar sind, dass das Zeitstufenrelais eine durch die vorgenannten Kontakte des Teillastrelais bzw. des Grenzlastrelais gesteuerte Anzugsverzögerung besitzt, deren Anzugsverzögerungszeit erst abläuft, wenn der Teillastschalter geöffnet und der Grenzlastschalter geschlossen ist, und dass das Zeitstufenrelais außerdem durch die vorgenannten Kontakte des Teillastrelais bzw. des Grenzlastrelais so gesteuert ist, dass es bei geöffnetem Grenzlastschalter unverzögert abfällt. - Weitere Ausbildungen der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 5.

Im folgenden werden die Erfindung und die durch die Erfindung erreichten Vorteile anhand einer Zeichnung ausführlicher erläutert. - Die einzige Figur zeigt das Schaltschema einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung.

Die in der Figur dargestelle Schaltungsanordnung ist für die Lastbegrenzung und Überlastsicherung eines Hubwerkantriebes mit zwei Hubgeschwindigkeiten bestimmt, die über ein Haupthubschütz und ein Feinhubschütz schaltbar sind. Zur Schaltungsanordnung gehören mehrere Schalter S 1, S 2, eine Zeitstufe Z und von den Schaltern S 1, S 2 gesteuerte Kontakte in den Strompfaden von Haupthubschütz und Feinhubschütz. Die Schalter S 1, S 2 sind in Abhängigkeit von der Seilkraft und damit lastabhängig betätigbar.

Einer der Schalter öffnet als Teillastschalter S 1 beim Übergang vom Schlaffseil zum belasteten Seil, der andere öffnet als Grenzlastschalter S 2 beim Überschreiten einer zulässigen Grenzlast.

Der Teillastschalter S 1 steuert ein Teillastrelais d 1. Der Grenzlastschalter S 2 ein Grenzlastrelais d 2. Die Zeitstufe Z weist ein Zeitstufenrelais d 3 auf, welches durch Kontakte d 1.2 bzw. d 2.3 des Teillastrelais d 1 bzw. des Grenzlastrelais d 2 gesteuert ist und einen Zeitstufenkontakt d 3.2 besitzt. Das Grenzlastrelais d 2 schaltet bei geöffnetem Grenzlastschalter S 2 sowie geöffnetem Zeitstufenkontakt d 3.2 unverzögert, bei geschlossenem Zeitstufenkontakt d 3.2 jedoch verzögert ab. Das Haupthubschütz ist mit einem Schließerkontakt d 2.2, das Feinhubschütz mit einem weiteren Schließerkontakt d 2.1 ausschaltbar. Das Zeitstufenrelais d 3 besitzt eine durch die vorgenannten Kontakte d 1.2 und d 2.3 des Teillastrelais d 1 bzw. des Grenzlastrelais d 2 gesteuerte Anzugsverzögerung, deren Anzugsverzögerungszeit erst abläuft, wenn der Teillastschalter S 1 geöffnet und der Grenzlastschalter S 2 geschlossen ist, wobei das Zeitstufenrelais d 3 außerdem durch die vorgenannten Kontakte d 1.2 und d 2.3 so gesteuert ist, dass es bei geöffnetem Grenzlastschalter S 2 unverzögert abfällt. Mit anderen Worten besteht die Schaltung in ihrem grundsätzlichen Aufbau zunächst aus zwei Relais d 1 und d 2, die von zwei lastabhängigen Schaltern S 1 und S 2 geschaltet werden und einem dritten Zeitstufenrelais d 3, das durch Kontakte der Relais d 1 und d 2 gesteuert wird sowie aus einer Kontaktanordnung der Relais d 1, d 2 und d 3 im Strompfad für das Haupthubschütz und einem Schließerkontakt d 2.1 des Grenzlastrelais d 2 im Strompfad für das Feinhubschütz.

Der Teillastschalter S 1 öffnet beim Übergang vom unbelasteten Seil (Schlaffseil) zum belasteten Seil. Sein lastabhängiger Schaltpunkt wird dazu auf einen Teilbetrag der Nennlast, z. B. 20% eingestellt.

Der Grenzlastschalter S 2 öffnet beim Überschreiten der zulässigen Grenzlast z. B. 110% der Nennlast. Dadurch fällt das Grenzlastrelais d 2 bei geöffnetem Zeitstufenkontakt d 3.2 unverzögert und bei geschlossenem Zeitstufenkontakt d 3.2 verzögert ab, wodurch das Haupthubschütz mit dem Schließerkontakt d 2.2 und das Feinhubschütz mit dem Schließerkontakt d 2.1 ausgeschaltet werden.

Das Zeitstufenrelais d 3 ist so beschaltet, dass es eine Anzugsverzögerung hat, die durch den Kontakt d 1.2 und den Wechslerkontakt d 2.3 der Relais d 1 und d 2 so gesteuert wird, dass die Anzugsverzögerungszeit erst abläuft, nachdem der Teillastschalter S 1 geöffnet hat und wenn gleichzeitig der Grenzlastschalter S 2 geschlossen ist, und dass durch dieselben Kontakte das Zeitstufenrelais d 3 unverzögert abfällt, wenn der Grenzlastschalter S 2 öffnet. Vorteilhaft ist eine Schaltung, bei der die Anzugsverzögerung durch einen Anzugsverzögerungskondensator C 2 bewirkt wird, der über einen ersten Ladewiderstand R 2 aufgeladen und über einen zweiten Entladewiderstand R 1 mit viel geringerem elektrischen Widerstand entladen wird. Der Entladewiderstand R 1 wird durch den Kontakt d 1.2 dann eingeschaltet, wenn der Teillastschalter S 1 geschlossen ist, oder durch den Wechslerkontakt d 2.3 dann eingeschaltet, wenn der Grenzlastschalter S 2 geöffnet ist. Dadurch wird der Anzugsverzögerungskondensator C 2 im entladenen Zustand gehalten oder entladen. Die Arbeitsseite des Wechslerkontaktes d 2.3 unterbricht bei geöffnetem Grenzlastschalter S 2 gleichzeitig den Stromkreis für das Zeitstufenrelais d 3. Die vorgegebene Anzugsverzögerungszeit für das Zeitstufenrelais d 3 ist abgelaufen, wenn über den Widerstand R 2 der Anzugsverzögerungskondensator C 2 bis auf die Spannung aufgeladen ist, die notwendig ist, um den Schwellenwertschalter aus dem Thyristor Th 1 und der Zenerdiode Z 1 zu zünden, so dass der Stromkreis für das Zeitstufenrelais d 3 geschlossen ist.

Nachdem das Zeitstufenrelais d 3 angezogen hat, wird durch den Zeitstufenkontakt d 3.2 die Abfallverzögerung für das Ausschalten der Haubschütze nach Öffnen des Grenzlastschalters S 2 eingeschaltet. Gleichzeitig überbrückt der Schließerkontakt d 3.1 den geöffneten Kontakt d 1.1, der den Stromkreis des Haupthubschützes nach Öffnen des Teillastschalters S 1 unterbricht.

Für Hubwerke mit zwei Hubgeschwindigkeiten wird an die Eingangsklemmen A 1 und A 2 der Teillastschalter S 1 für den Schlaffseilpunkt und an A 3 und A 4 der Grenzlastschalter S 2 für den Grenzlastpunkt angeschlossen. Der Strompfad für das Haupthubschütz führt über die Ausgangsklemmen B 1 und B 2 und der Strompfad für das Feinhubschütz führt über die Ausgangsklemmen B 3 und B 4. Beim Anheben einer Last vom Boden ist das Seil zunächst unbelastet, so dass Teillastschalter S 1 und Grenzlastschalter S 2 geschlossen sind, das Haupthubschütz ist über den Kontakten d 1.1 und den Schließerkontakten d 2.2 freigegeben und das Feinhubschütz ist über den Schließerkontakt d 2.1 freigegeben. Wenn durch die Bedienungsperson jetzt das Hubwerk und die schnelle Hubgeschwindigkeit eingeschaltet werden, so wird mit dieser Geschwindigkeit zunächst das Seil gestrafft, bis der Teillastschalter S 1 bei der vorgegebenen Teillast öffnet. Dadurch fällt das Teillastrelais d 1 ab und unterbricht durch den Kontakt d 1.1 den Stromkreis für das Haupthubschütz, so dass nur noch mit der Feinhubgeschwindigkeit weitergehoben werden kann. Gleichzeitig wird der Entladevorgang des Anzugsverzögerungskondensators C 2 durch den sich öffnenden Kontakt d 1.2 unterbrochen, so dass die Anzugsverzögerungszeit für das Zeitstufenrelais d 3 gestartet wird und nach Ablauf der Verzögerungszeit das Zeitstufenrelais d 3 über den Schwellwertschalter aus Thyristor Th 1 und Zenerdiode Z 2 und die Arbeitsseite des Wechslerkontaktes d 2.3 eingeschaltet wird, wodurch der Schließerkontakt d 3.1 und der Zeitstufenkontakt d 3.2 schließen. Der Schließerkontakt d 3.1 überbrückt den geöffneten Kontakt d 1.1, so dass die Hubbewegung mit der schnellen Geschwindigkeit wieder möglich ist, der Zeitstufenkontakt d 3.2 schaltet den Widerstand R 3, der mit dem Abfallverzögerungskondensator C 3 in Reihe geschaltet ist, parallel zum Grenzlastrelais d 2, so dass dieses beim Öffnen des Grenzlastschalters S 2 abfallverzögert ist.

Die Anzugsverzögerung des Zeitstufenrelais d 3 wird zweckmäßigerweise so gewählt, dass während dieser Zeit die anhängende Last vom Boden abgehoben wird, so dass bei einer Überlast der Grenzlastschalter S 2 öffnet, das Grenzlastrelais d 2 unverzögert abfällt und über den sich öffnenden Schließerkontakt d 2.1 das Feinhubschütz abschaltet und über den sich öffnenden Schließerkontakt d 2.2 das Wiedereinschalten des Haupthubwerkes verhindert. Aufgrund der geringen Hubgeschwindigkeit und der geringen dynamischen Massenträgheitskräfte kommt der Hubvorgang unmittelbar zum

Halt, so dass eine Überlastung sicher verhindert wird. Falls der Grenzlastschalter S 2 während der Anzugsverzögerungszeit des Zeitstufenrelais d 3 nicht öffnet, liegt die angehobene Last unterhalb der zulässigen Grenzbelastung, so dass die schnelle Hubwerksgeschwindigkeit für Heben und Senken wieder freigegeben werden kann. Die dann auftretenden dynamischen Lastspitzen oberhalb des Grenzwertes des Grenzlastschalters S 2 führen durch die Abfallverzögerung des Grenzlastrelais d 2 nicht zum Abschalten der Hubbewegungen. Die durch den Widerstand R 3 und den Abfallverzögerungskondensator C 3 bewirkte Abfallverzögerung ist demnach auf die beim Betrieb mit Nennlast maximal auftretende Überschwingdauer abzustimmen. Bei der Überlastung durch Festhaken der bereits angehobenen Last wird das Hubwerk nach dieser Verzögerungszeit abgeschaltet. Wenn infolge einer Überlast das Grenzlastrelais d 2 abgefallen ist, wird über die Ruheseite des zugehörigen Wechslerkontaktes d 2.3 der Anzugsverzögerungskondensator C 2 entladen und das Zeitstufenrelais d 3 über die geöffnete Arbeitsseite abgeschaltet. Falls infolge einer anschließenden Entlastung, z. B. durch Freimachen der festgehakten Last oder Abklingen unzulässig hoher dynamischer Lastspitzen der Grenzlastschalter S 2 wieder schließt und das Grenzlastrelais d 2 wieder anzieht, wird durch den Wechslerkontakt d 2.3 die Anzugsverzögerung durch das Zeitstufenrelais d 3 erneut gestartet und ist bis zum Ablauf dieser Zeit nur das Heben der Last mit der langsamen Geschwindigkeit möglich. Dadurch wird die Beruhigung der Lastschwingungen bei unzulässig hohen dynamischen Belastungen und ein feinfühliger Wiederanlauf des Hubwerkantriebes nach einer aufgetretenen Überlastung erzwungen.

Die dargestellte Schaltung kann auch für Hubwerke mit nur einer Hubgeschwindigkeit eingesetzt werden. Hierzu bleiben die Eingangsklemmen A1 und A2 unbelegt. An A 3 und A 4 wird der Geberkontakt für den Grenzlastpunkt angeschlossen. Der Strompfad für das Heben-Schütz führt über die Ausgangsklemmen B 1 und B 2. Die Ausgangsklemmen B 3 und B 4 bleiben unbeschaltet. Durch die offene Verbindung A 1 - A 2 bleibt der Kontakt d 1.1 stets geöffnet. Das Haupthubschütz wird durch die Schließerkontakte d 2.2 und d 3.1 geschaltet. Durch die Arbeitsstellung des Wechslerkontaktes d 2.3 läuft die Anzugsverzögerungszeit des Zeitstufenrelais d 3 mit dem Einschalten der Spannungsversorgung ab und wirkt als Einschalt-Wartezeit für die Hubbewegung. Danach schließt der Schließerkontakt d 3.1 und gibt die Hubbewegung frei, so dass der Bediener eine Last anheben kann. Gleichzeitig wird der Zeitstufenkontakt d 3.2 geschlossen, wodurch die Abfallverzögerung des Grenzlastrelais d 2 wirksam wird, so dass die beim Betrieb mit Neunlast bei nur einer Hubgeschwindigkeit auftretenden dynamischen Lastspitzen nicht zum Abschalten des Heben-Schützes über den Schließerkontakt d 2.2 führen. Nach Auftreten einer Überlast, die zum Überschreiten der maximal zulässigen Überschwingdauer führt, fällt das Grenzlastrelais d 2 ab und schaltet über den öffnenden Schließerkontakt d 2.2 die Hubbewegung ab.

Der Wechslerkontakt d 2.3 geht in die Ruhelage und schaltet dadurch das Zeitstufenrelais d 3 ab, der Anzugsverzögerungskondensator C 2 wird entladen. Wenn das Hubwerk so weit entlastet wird, dass der Grenzlastschalter S 2 wieder schließt, kann das

Grenzlastrelais d 2 anziehen und der Schließerkontakt d 2.2 schließt. Gleichzeitig wird über den Wechslerkontakt d 2.3 die Anlaufverzögerung des Zeitstufenrelais d 3 gestartet. Der Hubvorgang bleibt über den offenen Schließerkontakt d 3.1 so lange gesperrt, bis diese Zeit abgelaufen ist und der Schließerkontakt d 3.1 schließt. Durch die dadurch erreichte Wiedereinschaltverzögerung nach Beseitigung der Überlast wird das Wiedereinschalten der Hubbewegung durch eine kurzzeitige Entlastung des Hubwerkes infolge Lastschwingungen verhindert und wird das stufenweise Heben einer Überlast bei gleichzeitigen erheblichen Lastschwingungen verhindert.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist ihr einfacher Aufbau und geringer Platzbedarf, der den Einbau in vorhandene Schützsteuerschränke ermöglicht. Gegenüber bisher bekannten Schaltungen können ohne Änderungen sowohl Hubwerke mit einer als auch mit zwei Hubgeschwindigkeiten gesteuert werden. Die sonst außer den Grenzwertkontakten nowendigen zusätzlichen Steuerkontakte z. B. von den Hub- oder Senkschützen entfallen ebenfalls.

Claims (5)

1. Schaltungsanordnung für die Lastbegrenzung und Überlastsicherung eines Hubwerkantriebes mit zwei Hubgeschwindigkeiten, die über ein Haupthubschütz und ein Feinhubschütz schaltbar sind, -

mit mehreren Schaltern, einer Zeitstufe und von den Schaltern gesteuerten Kontakten in den Strompfaden von Haupthubschütz und Feinhubschütz, wobei die Schalter in Abhängigkeit von der Seilkraft und damit lastabhängig betätigbar sind und einer der Schalter als Teillastschalter beim Übergang vom Schlaffseil zum belasteten Seil, der anders als Grenzlastschalter beim Überschreiten einer zulässigen Grenzlast öffnet, dadurch gekennzeichnet, dass der Teillastschalter (S 1) ein Teillastrelais (d 1), der Grenzlastschalter (S 2) ein Grenzlastrelais (d 2) steuert und die Zeitstufe (Z) ein Zeitstufenrelais (d 3) aufweist,

welches durch Kontakte (d 1.2 bzw. d 2.3) des Teillastrelais (d 1) bzw. des Grenzlastrelais (d 2) gesteuert ist und einen Zeitstufenkontakt (d 3.2) aufweist,

dass das Grenzlastrelais (d 2) bei geöffnetem Teillastschalter (S 1) sowie geöffnetem Grenzlastschalter (S 2) und geöffnetem Zeitstufenkontakt (d 3.2) unverzögert, bei geschlossenem Zeitstufenkontakt (d 3.2) verzögert abschaltet,

wodurch das Haupthubschütz mit einem Schließerkontakt (d 2.2) und das Feinhubschütz mit einem weiteren Schliesserkontakt (d 2.1) ausschaltbar sind,

dass das Zeitstufenrelais (d 3) eine durch die genannten Kontakte (d 1.2 und d 2.3) des Teillastrelais (d 1) bzw. des Grenzlastrelais (d 2) gesteuerte Anzugsverzögerung aufweist, deren Anzugsverzögerungszeit erst abläuft, wenn der Teillastschalter (S 1) geöffnet und der Grenzlastschalter (S 2) geschlossen ist, und dass das Zeitstufenrelais (d 3) außerdem durch die vorgenannten Kontakte (d 1.2 und d 2.3) des Teillastrelais (d 1) bzw. des Grenzlastrelais

(d 2) so gesteuert ist, dass es bei geöffnetem Grenzlastschalter (S 2) unverzögert abfällt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Zeitstufenrelais (d 3) ein Anzugsverzögerungskondensator (C 2) zugeschaltet ist, der über einen Ladewiderstand (R 2) aufladbar und über einen Entladewiderstand (R 1) mit gegenüber dem Ladewiderstand (R 2) geringerem elektrischen Widerstand entladbar ist, dass der Entladewiderstand (R 1) durch den Kontakt (d 1.2) des Teillastrelais (d 1) eingeschaltet ist, wenn der Teillastschalter (S 1) geschlossen ist oder durch einen Wechslerkontakt (d 2.3) des Grenzlastrelais (d 2) eingeschaltet ist, wenn der Grenzlastschalter (S 2) geöffnet ist, und dass der Wechslerkontakt (d 2.3) bei geöffnetem Grenzlastschalter (S 2) außerdem den Stromkreis für das Zeitstufenrelais (d 3) unterbricht.

3. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Stromkreis für das Zeitstufenrelais (d 3) ein Schwellenwertschalter aus einem Thyristor (Th 1) und einer Zenerdiode (Z 1) angeordnet ist, und dass der Anzugsverzögerungskondensator (C 2) durch den Ladewiderstand (R 2) auf die Schwellenwertspannung dieses Schwellenwertschalters aufladbar ist.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das angezogene Zeitstufenrelais (d 3) nach Öffnen des Grenzlastschalters (S 2) durch den Zeitstufenkontakt (d 3.2) eine Abfallverzögerung für das Ausschalten der Hubschütze einschaltet, und dass dabei der Schließerkontakt (d 3.1) des Zeitstufenrelais (d 3) den Kontakt (d 1.1) des Teillastrelais (d 1) im Strompfad des Haupthubschützes überbrückt, der diesen Strompfad bei geöffnetem Teillastschalter (S 1) unterbricht.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abfallverzögerung für das Ausschalten der Hubschütze einen Abfallverzögerungskondensator (C 3) mit vorgeschaltetem Widerstand (R 3) aufweist, welcher Abfallverzögerungskondensator (C 3) zusammen mit dem Widerstand (R 3) parallel zum Grenzlastrelais (d 2) geschaltet sind, und dass das Grenzlandrelais (d 2) dadurch beim Öffnen des Grenzlastschalters (S 2) abfallverzögert ist.