DE3314233C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Einstellen der Position einer Vorrichtung, die von einer Antriebseinrichtung bewegbar ist, gemäß dem Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1. Ein wichtiges, jedoch nicht ausschließliches Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Steuerung der Position des Rettungskorbes einer Drehleiter.

Es ist vielfältig bekannt, zur Einstellung einer Vorrichtung einen die gewünschte Position der Vorrichtung bestimmenden Sollwertgeber und einen die Augenblicksposition der Vorrichtung anzeigenden Istwertgeber zu verwenden, die als veränderbare Widerstände oder Potentiometer in einer Meßbrücke derart angeordnet sind, daß die über die Brückendia­ gonale abgreifbare Meßspannung repräsentativ für die Abweichung des Sollwertes vom Istwert ist. Eine auf diese Meßspannung ansprechende Steuerschaltung erzeugt dann ein Steuersignal zur Steuerung der Antriebseinrichtung im Sinne einer Reduzierung der Meßspannung auf Null. Bekannte Servo- oder Nachlauf­ steuerungen, die nach diesem Prinzip arbeiten und in unterschiedlichsten Anwendungsgebieten anzutreffen sind, unterscheiden sich häufig in der Art und Weise, wie die Soll- und Istwertgeber in die Brücke einge­ fügt sind und wie die Ein- bzw. Auskoppelung von Speise- und Meßspannung an der Brücke erfolgt.

Bei einer in der DE 22 07 894 B2 beschriebenen Anord­ nung beispielsweise, die zur Fernsteuerung eines Gleichstrommotors für die Orientierung einer Antenne gedacht ist, liegen Soll- und Istwertgeber jeweils als veränderbarer Widerstand in Reihe zueinander im gleichen Zweig der Brückenschaltung, die durch eine transformatorisch eingekoppelte Wechselspannung gespeist wird, während die an der Brückendiagonale abgegriffene Meßspannung über einen Transistorver­ stärker und einen Gleichrichter an den Motor gelegt wird, und zwar durch galvanische Kopplung der Gleich­ stromseite des Gleichrichters über die Sekundärwick­ lung des Speisetransformators.

Bei einer anderen, aus der DE-A 10 19 741 bekannten Anordnung, die ebenfalls mit einer wechselstrom­ gespeisten Meßbrücke arbeitet, bestehen Soll- und Istwertgeber jeweils aus einem Potentiometer, die mit ihren Enden parallel zueinander zwischen die Speiseklemmen der Brücke geschaltet sind und deren Schleifer zur Bildung des Meßspannungskreises über eine Meßspule miteinander verbunden sind. Die Positionen der Schleifer werden entsprechend dem jeweiligen Ist- bzw. Sollwert verstellt, so daß eine bei Istwert/Sollwert-Abweichung entstehende Wechsel­ spannung zwischen ihnen zu einem Wechselstrom in der Meßspule führt, dessen Amplitude den Betrag und dessen Phase die Richtung der Regelabweichung anzeigt. Dieses Meßsignal wird von der Spule trans­ formatorisch in einen Sekundärkreis übertragen, der zusätzlich, ebenfalls über eine transformatorische Kopplung, Wechselspannung aus dem Speisekreis der Brücke als Bezugsphasensignal empfängt, um durch vektorielle Addition beider Signale nicht nur den Betrag, sondern auch die Richtung der Regelabweichung feststellen zu können.

Andererseits ist es natürlich auch bekannt, zur Realisierung des weiter oben beschriebenen Prinzips der Nachlaufsteuerung Gleichstrombrücken anstatt Wechselstrombrücken zu verwenden, und zwar ebenfalls mit Istwert- und Sollwertpotentiometern, deren Schleifer die Meßspannungspunkte der Brückendiagonale bilden; diesbezügliche Anordnungen sind z. B. in der DE-PS 10 13 750, der DE-PS 11 74 409 und der CH 5 80 422 A5 beschrieben.

Bei vielen Anwendungen von Nachlaufsteuerungen kommt es vor, daß sich die den Sollwertgeber enthaltende Bedienungsstation an einem Standort befindet, der räumlich getrennt vom Standort des Istwertgebers und der Steuerschaltung liegt, und daß sich die beiden Standorte relativ zueinander bewegen, wenn die Posi­ tion der zu steuernden Vorrichtung verändert wird. Dies ist z. B. dann der Fall, wenn diese Vorrichtung der Rettungskorb einer Drehleiter ist, in welchem Personen sich selbst manövrieren können. Der Rettungskorb enthält zu diesem Zweck ein Steuerpult, in welchem sich unter anderem der Sollwertgeber für die Nachlaufsteuerung des Drehgestells oder des Ausfahrmechanismus der Drehleiter befindet. In solchen Fällen ist es üblich, die Verbindung vom Sollwertgeber zum Istwertgeber und zur Steuerschal­ tung, die sich ebenso wie die Antriebseinrichtung am Fuß der Drehleiter befinden, über das gleiche Kabel herzustellen, welches auch die Leitungen zum Anlegen von Betriebsspannung an andere Einrichtungen enthält, die im Rettungskorb benötigt werden. Diese anderen Einrichtungen können z. B. Scheinwerfer und elektri­ sche Geräte sein, die für Rettungsmaßnahmen gebraucht werden.

Im Falle einer solchen Kabelverbindung zwischen dem Sollwertgeber und der Steuerschaltung besteht die Gefahr, daß Kabeldefekte zur Verfälschung der Meßspannung führen. Eine durch einen Kabeldefekt hervorgerufene Meßspannungsverfälschung kann die Steuerschaltung ungewollt ansprechen lassen, so daß die Vorrichtung in unkontrollierte Bewegung gerät. Die Anbringung eines von der Bedienungsperson zu betätigenden Notschalters zur Sicherheitsabschaltung der Antriebseinrichtung löst dieses Problem nicht zufriedenstellend, weil die Reaktionszeit der Bedie­ nungsperson für eine rechtzeitige Abschaltung zu lang sein kann. Den gleichen Nachteil hat auch die bei Drehleitern bisher ausgenutzte sogenannte Totmann- Funktion des Öldruckschalters, da dieser Schalter in der ersten Steuerungsphase bei Störungsfällen eine von der Bedienungsperson abhängige Reaktionszeit erfordert. Kritisch ist in beiden Fällen, daß die Sicherheitsabschaltung erst dann erfolgt, nachdem die unkontrollierte Bewegung eingeleitet ist.

Einige der vorstehend beschriebenen bekannten Brückenschaltungen zur Nachlaufsteuerung enthalten zwar Einrichtungen, die bei ganz bestimmten Fehlern in den Leitungsverbindungen der Brücke automatisch ansprechen, um eine unkontrollierte Bewegung der zu steuernden Vorrichtung zu vermeiden. So ist bei der potentiometerbestückten Gleichstrombrücke nach der genannten DE-PS 10 13 750 in jeder der beiden Brückenleitungen, die von den Speiseanschlüssen zu den Enden eines der beiden Potentiometer führen, jeweils die Erregerspule eines Nullspannungsrelais eingefügt, das einen Ruhekontakt aufweist, der in die jeweils andere Brückenleitung eingefügt ist, so daß bei Unterbrechung einer der Leitungen auch die andere Leitung unterbrochen wird und somit die Meßspannung Null wird. Hiermit kann aber lediglich verhindert werden, daß die zu steuernde Vorrichtung ungewollt in eine ihrer Endlagen läuft, und das auch nur dann, wenn die Störung eine Leitungsunterbrechung an den Endzuleitungen eines der Potentiometer ist.

Eine andere, aus der oben genannten CH 5 60 422 A5 bekannte Sicherheitseinrichtung spricht nur dann an, wenn bei einer Gleichstrombrücke, die über die Schleifer der beiden Potentiometer gespeist wird, einer der Schleifer oder beide keinen Kontakt geben und somit die ganze Brücke spannungslos wird. Um dies zu fühlen, sind zusätzliche Widerstände innerhalb der Brückenzweige vorgesehen, die über ein Netzwerk aus Dioden und weiteren Widerständen mit den Speisespan­ nungsleitungen gekoppelt sind und im Falle der erwähnten Störung einen Potentialsprung signalisie­ ren, der über eine elektronische Schaltung die zu steuernde Vorrichtung in stets dieselbe ihrer beiden möglichen Stellungen bringt. Auch bei dieser Technik ist der Sicherheitseffekt begrenzt, weil er nur bei Unterbrechung der Drückenspeisung wirksam wird. Andere Fehler wie Kurzschlüsse oder ungewollte Kontaktgabe mit anderen Leitungen innerhalb des gleichen Kabels, die zum Anlegen von Betriebsspannung an andere Einrichtungen führen, sind mit den vorste­ hend beschriebenen bekannten Maßnahmen nicht ohne weiteres zu bewältigen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Eigensi­ cherheit einer Anordnung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Gattung zu erhöhen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das kenn­ zeichnende Merkmal des Patentanspruchs 1 gelöst.

Das Prinzip der Erfindung besteht demnach darin, durch eine besondere Speisung der Meßbrücke dafür zu sorgen, daß die Potentiale der Meßspannung mit den Potentialen der Betriebsspannung nicht verwechselbar sind. Wenn also im Verbindungskabel zwischen Soll­ wertgeber und Steuerschaltung ein Defekt auftritt, der zu einem Kurzschluß zwischen der die Meßspannung führenden Leitung und einer der Betriebsspannungs­ adern führt, dann kann wegen der erfindungsgemäßen Unverwechselbarkeit der Potentiale das nun auf der Meßleitung erscheinende Potential vom störungsfreien Potential der Meßspannung unterschieden werden, so daß sich die Gefahr einer unkontrollierten Bewegung vermeiden läßt. Die "Unverwechselbarkeit" der Potentiale durch besondere Speisung der Meßbrücke läßt sich auf zwei Arten realisieren:

Gemäß einer ersten Ausführungsform nach Patentanspruch 2 werden die Potentiale der Speise­ spannung der Meßbrücke derart gegenüber den Poten­ tialen der Betriebsspannung bemessen, daß der Extrem­ betrag der Meßspannung kleiner ist als die Differenz zwischen jedem der Extrempotentiale der Meßspannung und jedem der Betriebspotentiale. Es ist dann eine Sicherheitsschaltung vorgesehen, welche die Meßspan­ nung registriert und die Antriebseinrichtung abschal­ tet, wenn der Betrag der Meßspannung größer ist als der Extrembetrag. Wie später in Verbindung mit einem Beispiel noch erläutert werden wird, kann diese Ausführungsform so ausgestaltet werden, daß die Abschaltung der Antriebseinrichtung bei jeder mögli­ chen Kombination von Kurzschlüssen im Kabel sowie auch bei den verschiedensten Kabelbrüchen erfolgt.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung nach Patentanspruch 11 wird die Meßbrücke galvanisch vollständig getrennt von der Betriebsspannung ange­ ordnet. Dies hat zur Folge, daß bei einem Kurzschluß zwischen einer der zur Brücke gehörenden Leitungen und einer der Betriebsspannungsleitungen im Kabel keine Verfälschung der Meßspannung eintreten kann. Zwar sind galvanische Trennungen verschiedener Kreise einer mit Meßbrücke arbeitenden Nachlaufsteuerung an sich bekannt, so etwa die weiter oben beschriebene transformatorische Kopplung der Meßspannung und der Speisespannung in einen die Phasenlage der Meßspan­ nung feststellenden Sekundärkreis gemäß der DE-AS 10 19 741, oder eine elektrische Isolierung zwischen der gesamten Brückenschaltung einerseits und dem Stromkreis für die Antriebseinrichtung andererseits gemäß der DE-PS 11 74 409. Hierdurch wird jedoch nicht nahegelegt, die Meßbrücke zielgerichtet von immer denjenigen Betriebsspannungsleitungen galvanisch zu trennen, die in einem gemeinsamen Kabel zusammen mit den Brückenleitungen vom Ort des Istwertgebers zum Ort des Sollwertgebers führen, um dort andere Einrichtungen zu speisen. Mit dieser Situation hat die aus der DE-PS 11 74 409 bekannte galvanische Trennung, die sich auf den Speisekreis der Antriebseinrichtung bezieht, keine Berührungspunkte.

Bei der vorstehend erwähnten ersten Ausführungsform wird also eine Sicherheitsabschaltung vorgenommen, wenn die Meßspannung infolge von Kabeldefekten ver­ fälscht ist. Bei der zweiten Ausführungsform hingegen ist von vornherein dafür gesorgt, daß ein Kurzschluß im Kabel zwischen einer zur Meßbrücke gehörenden Lei­ tung und einer Betriebsspannungsleitung die Meßspan­ nung nicht beeinflußt.

Weitere Ausführungsformen und Ausgestaltungen der Er­ findung sind in den Unteransprüchen 3 bis 10 und 12 bis 17 beschrieben.

Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert.

Die Fig. 1 zeigt ein Schaltbild einer erfindungsgemäßen Anordnung in einer ersten Ausführungsform;

Fig. 2 zeigt Schaltungseinzelheiten einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.

In der Fig. 1 ist mit 10 eine Meßbrücke bezeichnet, die in einem ersten Zweig ein Potentiometer 13 und in einem zwei­ ten, parallel dazu liegenden Zweig ein Potentiometer 14 enthält. Die Schleifer 15 und 16 der beiden Potentiometer 13 und 14 bilden die Brückendiagonale, und zwischen diesen Schleifern wird die Meßspannung der Brücke abgegriffen. Die Speisepunkte der Meßbrücke 10 sind der Verbindungspunkt 17 zwischen den oberen Enden der Potentiometer 13 und 14 und der Verbindungspunkt 18 zwischen den unteren Enden der beiden Potentiometer. Der Speisepunkt 17 ist über einen Widerstand 6 mit einer Betriebsspannungsleitung 1 verbun­ den, die positives Betriebspotential aus einer Energie­ versorgungsquelle (nicht dargestellt) erhält. Der Speise­ punkt 18 ist über einen Widerstand 7 mit der anderen Be­ triebsspannungsleitung 2 verbunden, die das negative Po­ tential der Versorgungsquelle führt.

Die Meßbrücke 10 bildet den Meßkreis einer Anordnung zum Einstellen der Position einer Vorrichtung, die durch ei­ nen Motor 50 bewegbar ist. Diese Vorrichtung sei beispiels­ weise der Rettungskorb (nicht dargestellt) einer Drehlei­ ter, an deren Fuß sich der Motor 50 befindet, um die Lei­ ter zur Bewegung des Rettungskorbes nach oben (Vorwärts­ drehung des Motors) oder nach unten (Rückwärtsdrehung des Motors) zu verstellen. Der Motor 50 bewegt gleichzeitig über eine mechanische Kupplung, die mit der gestrichelten Linie 51 angedeutet ist, den Schleifer 16 des Potentiome­ ters 14 im Einklang mit der Bewegung des Rettungskorbes. Das an diesem Schleifer abgegriffene Potential ist somit ein Maß für die Position des Rettungskorbes, so daß das Potentiometer 14 einen Istwertgeber darstellt.

Das andere Potentiometer 13 der Meßbrücke 10 bildet ei­ nen Sollwertgeber für die Position des Rettungskorbes. Wird der Schleifer 15 dieses Potentiometers verstellt, dann ändert sich das Schleiferpotential entsprechend. Die Spannung zwischen den Schleifern 15 und 16 ist die Meß­ spannung, welche in Betrag und Polarität das Maß und die Richtung der Abweichung zwischen Ist- und Sollwert anzeigt.

Die Meßspannung wird in der Steuerschaltung 20 auf einen ersten Differenzverstärker 21 und, in umgekehrter Polung, auf einen zweiten Differenzverstärker 22 gekoppelt. Sind Sollwert und Istwert einander gleich, dann besteht zwi­ schen den Potentiometerschleifern 15 und 16 kein Potential­ unterschied, die Meßspannung ist gleich Null, so daß kei­ ner der Differenzverstärker 21 und 22 ein Ausgangssignal liefert. In diesem Fall wird der Motor 50 nicht erregt. Wird der Schleifer 15 des Sollwert-Potentiometers 13 z. B. in positive Richtung (in Fig. 1 nach oben) verstellt, dann wird sein Potential positiver als das Potential des Schlei­ fers 16, so daß der Verstärker 21 anspricht und über sei­ ne Ausgangsleitung 23 ein Signal an den "Vorwärts"-Ein­ gang der Motorsteuerschaltung 40 legt. Hierdurch wird der Motor 50 in Vorwärtsrichtung eingeschaltet, um den Rettungs­ korb nach oben zu bewegen und gleichzeitig den Schleifer 16 des Istwert-Potentiometers 14 nach oben zu verstellen, so daß das Potential des Schleifers 16 positiver wird. Hat das Potential des Schleifers 16 das eingestellte Soll­ wertpotential des Schleifers 15 erreicht, dann ist die Meßspannung wieder gleich Null, so daß das Steuersignal vom Ausgang des Verstärkers 21 aufhört und der Motor ste­ henbleibt. Der Rettungskorb hat dann die am Potentiometer 13 eingestellte Sollposition erreicht.

Wird der Schleifer 15 des Sollwert-Potentiometers 13 in negativer Richtung (nach unten) verstellt, dann spricht der Differenzverstärker 22 an, um auf seiner Ausgangslei­ tung 24 ein Steuersignal an den "Rückwärts"-Eingang der Motorspeiseschaltung zu legen und damit den Motor 50 in Rückwärtsrichtung laufen zu lassen, bis die Meßspannung wieder gleich Null ist.

Der das Sollwert-Potentiometer 13 enthaltende Teil der Meßbrücke 10 ist im dargestellten Fall über ein Kabel mit der Steuerschaltung 20 (und auch mit dem Istwert-Potentio­ meter 14) verbunden. Eine solche Kabelverbindung ist not­ wendig, wenn sich des Sollwert-Potentiometer 13 in einer von der Steuerschaltung und vom Motor entfernten Bedie­ nungsstation befindet. Falls die Bedienungsstation wie beim hier beschriebenen Beispiel im beweglichen Rettungs­ korb einer Drehleiter ist, unterliegt diese Kabelverbin­ dung großen Zug- und Biegebeanspruchungen, so daß die Ge­ fahr von Kabeldefekten besteht. Neben Kabelbrüchen können auch Kurzschlüsse zwischen den zur Meßbrücke gehörenden Leitungen und anderen, fremdspannungsführenden Leitungen auftreten.

Im Falle der Fig. 1 enthält die Kabelverbindung zwischen dem Standort der Steuerschaltung 20 und dem Standort des Sollwert-Potentiometers 13 insgesamt fünf Adern oder Lei­ tungen: die Meßleitung 11 zwischen dem Schleifer 15 des Sollwert-Potentiometers 13 und der Steuerschaltung 20, die zwischen den Enden der Brückenpotentiometer 13 und 14 liegenden Verbindungsleitungen 3 und 4, welche die Speise­ potentiale der Meßbrücke führen; die Betriebsspannungslei­ tungen 1 und 2, welche die Potentiale der Betriebsspannung führen. Diese Betriebsspannungsleitungen 1 und 2 sind zur Versorgung anderer Einrichtungen im Rettungskorb erforder­ lich, wie es weiter oben erwähnt wurde. Im folgenden sei beschrieben, wie durch besondere Bemessung der Speisespan­ nung der Meßbrücke und durch Verwendung einer Sicherheits­ schaltung 30 dafür gesorgt werden kann, daß Kabeldefekte, welche das Potential der Meßleitung 11 verfälschen, nicht zu einer ungewollten oder unkontrollierten Erregung des Motors 50 führen können.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform sind die Potentiale der Speisespannung an den Speisepunkten 17 und 18 der Meßbrücke und damit auf den Speiseleitungen 3 und 4 derart gegenüber den Potentialen der Betriebsspannung auf den Leitungen 1 und 2 bemessen, daß der Extremwert des Betrags der Meßspannung kleiner ist als die Differenz zwi­ schen jedem Extremwert der Meßspannungspotentiale und je­ dem der Betriebspotentiale. Der Ausdruck "Extremwert" steht für diejenigen Werte, welche die betreffenden Größen an den Enden ihrer Auslenkungsbereiche haben wenn die Anord­ nung im ordnungsgemäßen Zustand ist. Die Meßspannungspoten­ tiale an den Schleifern 15 und 16 haben ihre Extremwerte jeweils dann, wenn die Schleifer an den Enden des Stellbe­ reichs des jeweiligen Potentiometers stehen. Die Meßspan­ nung hat ihren Extremwert in der einen Polarität, wenn der Schleifer 15 in seiner positivsten und der Schleifer 16 in seiner negativsten Position steht, und ihren Extremwert in der entgegengesetzten Polarität, wenn der Schleifer 15, in der negativsten und der Schleifer 16 in der positivsten Stellung steht.

Die vorstehende Forderung hinsichtlich der Speisespannungs­ potentiale der Meßbrücke gegenüber den Betriebsspannungs­ potentialen wird erfüllt, wenn die Speisespannung zwischen den Leitungen 3 und 4 weniger als ein Drittel der Betriebs­ spannung zwischen den Leitungen 1 und 2 beträgt und außer­ dem geringer ist als die Potentialdifferenz zwischen den Leitungen 1 und 3 und die Potentialdifferenz zwischen den Leitungen 2 und 4. Erreicht wird dies durch die Widerstän­ de 6 und 7, die jeweils einen Widerstandswert haben, der großer ist als der Gesamtwiderstand der beiden Parallel­ zweige der Brücke.

Die beschriebene Bemessung der Speisespannung der Brücke 10 hat zur Folge, daß bei einem Kurzschluß zwischen der Meßleitung 11 und einer der Betriebsspannungsleitungen 1 und 2 innerhalb der mit der gestrichelten Umrahmung 5 symbolisierten Kabelstrecke die Meßspannung in jedem Fall (d. h. in jeder möglichen Stellung der Potentiometerschlei­ fer 15 und 16) einen Betrag bekommt, der größer ist als der im ordnungsgemäßen Zustand maximal mögliche Betrag (Extrembetrag). Das heißt, die Überschreitung dieses Ex­ trembetrags kann als Indiz für das Vorliegen eines Kabel­ defektes gewertet werden, um eine Sicherheitsabschaltung des Motors 50 vorzunehmen. Zu diesem Zweck ist die Sicher­ heitsschaltung 30 vorgesehen, welche die Meßspannung emp­ fängt und ein den Motor abschaltendes Signal liefert, wenn der Betrag der Meßspannung größer ist als der Extrembetrag.

Die Sicherheitsschaltung 30 enthält im dargestellten Fall zwei Schaltglieder 31 und 32, die durch Differenzverstär­ ker mit Ansprechschwelle gebildet sind. Die Differenzver­ stärker 31 und 32 in der Sicherheitsschaltung 30 sind in der gleichen Weise angeordnet und empfangen die Meßspan­ nung in gleicher Weise wie die Differenzverstärker 21 und 22 in der Steuerschaltung 20. Der Unterschied gegenüber der Steuerschaltung 20 besteht darin, daß die Differenz­ verstärker 31 und 32 ein Ausgangssignal auf der Leitung 33 erst dann liefern, wenn die Meßspannung einen vorbe­ stimmten Schwellenwert überschreitet. Dieser Schwellenwert ist etwas größer gewählt als der Extrembetrag der Meß­ spannung. Das Ausgangssignal der Sicherheitsschaltung auf der Leitung 33 wird auf die Motorspeiseschaltung 40 ge­ koppelt, um den Motor 50 auszuschalten.

Um zu gewährleisten, daß die Sicherheitsschaltung 30 auch dann anspricht, wenn die Meßleitung 11 innerhalb des Ka­ bels 5 in Kurzschluß mit einer der Brückenspeiseleitungen 3 und 4 gerät, sind in vorteilhafter Ausgestaltung das Sollwert- und das Istwert-Potentiometer hinsichtlich ih­ res Stellbereichs derart dimensioniert und in der Meß­ brücke angeordnet, daß der Extrembetrag der Meßspannung auch kleiner ist als die Differenz zwischen jedem der Extrempotentiale der Meßspannung und jedem Potential der Speisespannung. Dies wird dadurch erreicht, daß zwischen jedem Ende des Stellbereichs des betreffenden Potentiome­ ters und dem jeweils nächstliegenden Speisepunkt der Brücke jeweils ein Widerstand liegt, der größer ist als der Wi­ derstand vom einen zum anderen Ende des Stellbereichs. Dies ist in der Fig. 1 für das Sollwert-Potentiometer 13 näher veranschaulicht. Dort ist der Potentiometerwider­ stand 13 durch gestrichelte Linien in drei Abschnitte un­ terteilt, nämlich einen mittleren Abschnitt 13a, der den Stellbereich des Potentiometers darstellt, und zwei End­ abschnitte 13b und 13c. Die Widerstandswerte der Abschnit­ te 13b und 13c sind jeweils größer als der Widerstandswert des Abschnitts 13a. Die gleiche Aufteilung besteht im Ist­ wert-Zweig der Brücke hinsichtlich des Stellbereichs des Potentiometers 14. Wenn bei dieser Anordnung die Brücken­ speiseleitung 3 innerhalb des Kabels 5 bricht, dann gerät der Schleifer 16 des Istwert-Potentiometers 14 auf das Potential der anderen Speiseleitung 4. Damit wird der Be­ trag der Meßspannung größer als ihr Extremwert, so daß die Sicherheitsschaltung anspricht. Ähnliches gilt für den Fall des Bruchs der Brückenspeiseleitung 4. Hierbei gerät der Schleifer 16 auf das Potential der Speiseleitung 3, so daß die Meßspannung ebenfalls größer wird als ihr Extremwert. Auch ein Kurzschluß der Meßspannungsleitung 11 mit einer der Brückenspeiseleitungen 3 und 4 innerhalb des Kabels 5 führt zum Ansprechen der Sicherheitsschaltung, weil dann die Meßspannung ebenfalls größer wird als ihr Extremwert.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist dafür gesorgt, daß derjenige Eingang der Sicherheitsschaltung, der das vom Sollwertgeber 13 kommende Potential der Meß­ spannung empfängt, über mindestens einen Entkopplungswi­ derstand mit einem der Betriebspotentiale verbunden ist. Im Falle der Fig. 1 ist diese Verbindung z. B. durch den Widerstand 36 realisiert, der zwischen dem mit der Meß­ leitung 11 verbundenen Eingang des Differenzverstärkers 31 und der Betriebsspannungsleitung 2 liegt. Die genannte Verbindung hat zur Folge, daß bei einem Bruch der Meßlei­ tung 11 innerhalb des Kabels 5 der mit dieser Meßleitung verbundene Eingang der Sicherheitsschaltung auf das ne­ gative Betriebspotential der Leitung 2 geht, so daß die an der Sicherheitsschaltung gefühlte Potentialdifferenz größer wird als der Extremwert der Meßspannung und die Sicherheitsschaltung zur Ausschaltung des Motors 50 an­ spricht.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß bei jedem denkbaren Kabeldefekt, der zu einer Verfälschung der Meßspannung führt, die Meßspannung automatisch einen Betrag bekommt, der größer ist als ihr im ordnungsgemäßen Zustand größtmöglicher Betrag. Diese Überschreitung des größtmöglichen Betrags wird von der Sicherheitsschaltung 30 gefühlt, um den Motor 50 auszuschalten. Bei anderen denkbaren Kabeldefekten wie einem Bruch der Betriebsspan­ nungsleitungen 1 und 2, einem Kurzschluß zwischen den Betriebsspannungsleitungen und einem Kurzschluß zwischen den Brückenspeiseleitungen 3 und 4 wird keine endliche Meßspannung erzeugt, so daß der Motor stehenbleibt.

Neben dem erwähnten Widerstand 36 ist am betref­ fenden Eingang des Differenzverstärkers 31 der Sicherheits­ schaltung 30 noch ein weiterer Widerstand 35 zwischen die­ sem Eingang und der Meßleitung 11 vorgesehen. Beide Wi­ derstände zusammen bilden einen Spannungsteiler zur Ein­ gangs- und Ausgangsfixierung des Differenzverstärkers. Aus Symmetriegründen sind der andere Differenzverstärker 32 in der Sicherheitsschaltung und auch die beiden Diffe­ renzverstärker 21 und 22 in der Steuerschaltung 20 mit ähnlichen Spannungsteilern an ihren Eingängen beschaltet. Die Werte der Widerstände 35 und 36 sind bei der Bemessung der eigentlichen Ansprechschwelle des Differenzverstärkers 31 zu berücksichtigen.

Es sei noch erwähnt, daß die Widerstände 6 und 7, welche die Speisespannungspotentiale der Meßbrücke 10 bestimmen, nicht unbedingt auf der gleichen Seite des Kabels 5 lie­ gen müssen wie das Sollwert-Potentiometer 13. Sie können genausogut auf der anderen Seite des Kabels angeordnet werden, wo sich das Istwert-Potentiometer 14 und die Steu­ erschaltung befinden.

Bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, von der ein Beispiel in Fig. 2 dargestellt ist, wird die Unver­ wechselbarkeit der Speisepotentiale der Brücke gegenüber den Betriebspotentialen durch galvanische Trennung der Brückenspeisung von den Betriebsspannungsleitungen er­ reicht. In der Fig. 2 sind Teile, die in ihrer Funktion bestimmten Teilen der Fig. 1 entsprechen, mit den glei­ chen Bezugszahlen wie dort bezeichnet. Der Motor und die Motorspeiseschaltung sind in der Fig. 2 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.

Die Anordnung nach Fig. 2 unterscheidet sich von derje­ nigen nach Fig. 1 dadurch, daß die Widerstände 6 und 7 fehlen und die Brückenspeisung stattdessen über eine Brückenspeiseschaltung 80 gespeist wird, die keine gal­ vanische Verbindung zu den Betriebsspannungsleitungen 1 und 2 hat. Ein weiterer Unterschied besteht darin, daß in der Anordnung nach Fig. 2 die in Fig. 1 dargestellte Sicherheitsschaltung fehlt und daß der Steuerschaltung 20 eine galvanisch isolierende Übertragungsschaltung 60, 70 nachgeschaltet ist, um die Steuersignale V und R für die Vorwärts- und die Rückwärtsbewegung des Motors an die (nicht dargestellte) Motorspeiseschaltung zu übertra­ gen.

Im dargestellten Fall besteht die Brückenspeiseschaltung 80 aus einem Zerhacker 81, der die von den Betriebsspan­ nungsleitungen 1 und 2 empfangene Betriebsspannung zer­ hackt und über einen Trenntransformator 82 auf einen Gleichrichter 83, 82 gibt, um Gleichspannungspotentiale, die von den Betriebsspannungsleitungen 1 und 2 galvanisch iso­ liert sind, an die Speisepunkte 17 und 18 der Meßbrücke 10 zu legen. In ähnlicher Weise enthält die Übertragungs­ schaltung 60, 70 für jedes der Steuersignale V und R je­ weils einen Zerhacker 61 bzw. 71, der das Ausgangssignal des zugeordneten Differenzverstärkers 21 bzw. 22 zerhackt und über einen Trenntransformator 62 bzw. 72 an einen Gleichrichter 63 bzw. 73 legt, an dessen Gleichspannungs­ ausgang die Steuersignale zur Beaufschlagung der Motor­ speiseschaltung abgenommen werden. Diese galvanisch isolierende Übertragungseinrichtung 60, 70 sorgt dafür, daß eine galvanische Verbindung zwischen der Meßbrücke 10 und den Betriebsspannungsleitungen 1 und 2 über die Motorspeiseschaltung ausgeschlossen ist. Diese galvanisch isolierende Kopplung muß wie dargestellt hinter den Diffe­ renzverstärkern 21 und 22 angeordnet sein, weil diese Dif­ ferenzverstärker im gezeigten Fall durch die Speisespan­ nung der Brücke versorgt werden. Wenn man stattdessen die Versorgungsspannung für die Differenzverstärker 21 und 22 aus den Betriebsspannungsleitungen 1 und 2 nimmt, dann wären galvanisch isolierende Koppeleinrichtungen an den Eingängen statt an den Ausgängen der Differenzverstärker vorzusehen.

Die vorstehend beschriebene galvanische Trennung hat zur Folge, daß ein Kurzschluß einer der zur Meßbrücke 10 ge­ hörenden Leitungen 3, 4 und 11 und einer der Betriebs­ spannungsleitungen 1 und 2 innerhalb des Kabels 5 die an den Eingängen der Differenzverstärker 21 und 22 füllbare Meßspannung nicht beeinflußt. Die Motorsteuerung kann da­ her durch einen solchen Kurzschluß nicht in einen unkon­ trollierten Zustand geraten.

In alternativer Ausführungsform kann die Brückenspeise­ schaltung 80 auch durch eine Batterie ersetzt werden. Ebenso ist es möglich, statt der transformatorischen Übertragungsschaltungen 60 und 70 andere galvanisch tren­ nende Koppeleinrichtungen vorzusehen, beispielsweise op­ tische Koppler, die aus einer vom Ausgangssignal des je­ weiligen Differenzverstärkers 21 bzw. 22 gespeisten Leucht­ diode und einem die Strahlung dieser Leuchtdiode empfangen­ den Fototransistor bestehen.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist nicht nur zur Steuerung des Rettungskorbes einer Drehleiter geeignet sondern kann die Eigensicherheit aller Nachlaufsteuerungen erhöhen, bei denen der Sollwertgeber mit dem Istwertgeber eine Meßbrücke bildet und bei denen die Gefahr von Fremdspannungen in der Meßbrücke besteht.

Claims (17)

1. Anordnung zum Einstellen der Position einer von einer Antriebseinrichtung bewegbaren Vorrichtung, insbeson­ dere des Rettungskorbes einer Drehleiter, mit einem Sollwert- und einem Istwertgeber, die in einer Meß­ brücke als veränderbare Widerstände oder Potentiome­ ter derart angeordnet sind, daß die über die Brücken­ diagonale abgreifbare Meßspannung repräsentativ für die Abweichung des Istwertes vom Sollwert ist, und mit einer Steuerschaltung, die auf die Meßspannung an­ spricht und ein Steuersignal zur Steuerung der An­ triebseinrichtung im Sinne einer Reduzierung der Meß­ spannung auf Null liefert, wobei die Verbindung vom Sollwertgeber zum Istwertgeber und zur Steuerschal­ tung über ein Kabel geht, das zusätzliche Leitungen zum Anlegen einer Betriebsspannung an Einrichtungen ent­ hält, die sich am Ort des Sollwertgebers befinden, gekennzeichnet durch eine derartige Speisung der Meßbrücke (10), daß die Potentiale der Meßspannung mit den Potentialen der Betriebsspannung nicht verwechselbar sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Potentiale der Speisespannung der Meßbrücke (10) derart gegenüber den Potentialen der Betriebsspannung bemessen sind, daß der Extrembetrag der Meßspannung kleiner ist als die Differenz zwischen jedem der Ex­ trempotentiale der Meßspannung und jedem der Betriebs­ spannungspotentiale, und daß eine Sicherheitsschaltung (30) vorgesehen ist, welche die Meßspannung registriert und die Antriebseinrichtung abschaltet, wenn der Be­ trag der registrierten Meßspannung größer ist als der Extrembetrag.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Sollwert- und Istwertgeber (13, 14) hinsichtlich ihres Stellbereichs (13a) derart dimensioniert und in der Meßbrücke (10) angeordnet sind, daß der Extrembe­ trag der Meßspannung kleiner ist als die Diffe­ renz zwischen jedem der Extrempotentiale der Meßspan­ nung und jedem Potential der Speisespannung.

4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Sicherheitsschaltung (30) an dem vom Soll­ wertgeber (13) entfernten Ende des Kabels (5) angeord­ net ist.

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßbrücke (10) den Sollwert- und den Istwertgeber (13, 14) jeweils als Potentiometer enthält, die in pa­ rallelen Zweigen zwischen den Speisepunkten (17, 18) der Meßbrücke (10) liegen und deren Schleifer (15, 16) die Meßspannungspunkte der Brückendiagonale bilden, und daß das Kabel (5) über eine erste Ader (3) das eine Ende des den Sollwertgeber (13) enthaltenden Brücken­ zweiges mit dem einen Ende des den Istwertgeber (14) enthaltenden Brückenzweiges verbindet, über eine zwei­ te Ader (4) die anderen Enden der beiden Zweige mit­ einander verbindet und über eine dritte Ader (11) den Schleifer (15) des Sollwert-Potentiometers (13) mit der Steuerschaltung (20) verbindet.

6. Anordnung nach den Ansprüchen 2 und 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur Speisung der Meßbrücke (10) deren erster Speisepunkt (17) über einen ersten Widerstand (6) mit dem einen Potentialpunkt der Betriebsspannung und deren zweiter Speisepunkt (18) über einen zweiten Wi­ derstand (7) mit dem anderen Potentialpunkt der Betriebs­ spannung verbunden ist und daß jeder dieser Widerstän­ de (6, 7) größer ist als der Gesamtwiderstand der bei­ den Parallelzweige der Meßbrücke (10).

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jedem Ende des Stellbereichs (13a) des Soll­ wert-Potentiometers (13) und dem jeweils nächstliegen­ den Speisepunkt (17, 18) der Meßbrücke (10) jeweils ein Widerstand (13b, 13c) liegt, der größer ist als der Widerstand zwischen den Enden des Stell­ bereichs.

8. Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Sicherheitsschaltung (30) zwei Schalt­ glieder (31, 32) mit Ansprechschwelle enthält, die je­ weils an einem Positiv- und an einem Negativeingang die beiden Potentiale der Meßspannung in vertauschter Polung registrieren und deren jedes ein die Antriebsein­ richtung (50) ausschaltendes Ausgangssignal liefert, wenn die Potentialdifferenz in der ihm zugeordneten Polarität zwischen seinen Eingängen den Extrembetrag der Meßspannung überschreitet.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß derjenige Eingang der Sicherheits­ schaltung (30), der das vom Sollwertgeber (13) kommen­ de Potential der Meßspannung empfängt, über mindestens einen Entkopplungswiderstand (36) mit einem der Betriebsspannungspotentiale verbunden ist.

10. Anordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schaltglieder (31, 32) Differenzverstär­ ker aufweisen.

11. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßbrücke (10) von der Betriebsspannung galvanisch vollständig ge­ trennt ist.

12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßbrücke aus einer eigenen Batterie gespeist wird.

13. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Speisepunkte (17, 18) der Meßbrücke (10) mit dem gleichstromseitigen Ausgang eines Gleichrichters (83) verbunden sind, dessen Wechselstromeingang mit der Sekundärwicklung eines Trenntransformators (82) gekoppelt ist, dessen Primärwicklung über einen Zer­ hacker (81) von der Betriebsspannung gespeist wird.

14. Anordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal der Steuerschal­ tung (20) über eine galvanisch isolierende Kopplung (60, 70) an die Antriebseinrichtung übertragen wird.

15. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die galvanisch isolierende Kopplung (60, 70) aus einer Zerhacker (61, 71), einem diesem nachgeschal­ teten Trenntransformator (62, 72) und einem nach­ folgenden Gleichrichter (63, 73) besteht.

16. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die galvanisch isolierende Kopplung aus einem optischen Koppler besteht.

17. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (20) zwei Differenzverstärker (21, 22) aufweist, deren Eingänge die Meßspannung in vertauschter Polung empfangen und deren Ausgänge die Bewegungsrichtung der Antriebseinrichtung (50) je nach Polarität der Meßspannung steuern.