DE3426746C1

DE3426746C1 - Hebezeug mit UEberlastsicherung

Info

Publication number: DE3426746C1
Application number: DE3426746A
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl.-Ing. Behnke; Anton Dipl.-Ing. 4600 Dortmund Münzebrock
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Demag Cranes and Components GmbH
Priority date: 1984-07-20
Filing date: 1984-07-20
Publication date: 1986-02-13
Also published as: EP0168562A3; EP0168562A2; JPH0357039B2; EP0168562B1; JPS6137692A; US4698565A; NO159009C; NO159009B; NO851744L; ATE47370T1

Description

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Referenzfrequenz einer Referenzquelle ein periodi- F i g. 2 zeigt im Detail den Aufbau des Frequenzwandsches Steuersignal als Torzeit für den Zähler erzeugt, lers 6 und die Anschaltung an die Dehnungsmeßbrücke daß mit dem Zähler während der Torzeit die Perioden 1. Die Dehnungsmeßbrücke 1 ist eine bekannte Brükzählbar sind, die das Frequenzsignal des Frequenzwand- kenschaltung mit mindestens einem durch mechanische lers enthält, daß der Schalter durch den Zähler aus- 5 Dehnung veränderbaren Widerstand. Die Brückenspeischaltbar ist, wenn ein vorgegebener Zählerstand inner- sespannung wird durch den Operationsverstärker 62 halb der Torzeit erreicht öder überschritten ist, und daß aus der Spannung der Referenzspannungsquelle 61 erdie Torzeit so einstellbar ist, daß sie gleich oder größer zeugt und verstärkt. Durch den Abgleichwiderstand 63 ist als die Periodendauer der Lastschwingungen. In wird ein festes Verhältnis zwischen Referenzspannung Strenge handelt es sich um eine Abwärtszählung und, so 10 und Brückenspannung eingestellt,
betrachtet, um eine Unterschreitung der Torzeit. Um Das Meßbrückenausgangssignal wird durch den Ope-

ohne weiteres mit hoher Genauigkeit in bezug auf die rationsverstärker 64 verstärkt, dessen Ausgangssignal Überlastsicherung arbeiten zu können, ist eine bevor- über die Verbindung 66 den Frequenzgenerator 65 steuzugte Ausführungsform, in Kombination zu den vorbe- ert. Der Ausgang des Frequenzgenerators 65 liefert ein schriebenen Merkmalen, dadurch gekennzeichnet, daß 15 Frequenzsignal, das zwischen den Anschlußleitungen 8 der Frequenzwandler den Brückenspeisespannungsge- und 10 gemessen wird, wobei sich die Frequenz propornerator aufweist, und daß dem Brückenspeisespan- tional zur Änderung des Meßbrückenausgangssignals nungsgenerator sowie dem Frequenzgenerator .ein und zwischen den Ausgangsanschlüssen 4 und 5 verändert, dieselbe Referenzspannung der Referenzspannungs- Der Freqüenzgenerator 65 ist eine bekannte elektroniquelle zuführbar ist, wobei das Verhältnis zwischen Re- 20 sehe Schaltung, wobei die Ausgangsfrequenz proportioferenzspannung und Brückenspeisespannung abgleich- nal zum Steuersignal in der Verbindung 66 und zur Rebar ist. Zur Erhöhung der Funktionssicherheit trägt bei, ferenzspannung in der Verbindung 67 zwischen Fredaß der Frequenzwandler auf eine der Nullast entspre- quenzgenerator 65 und Brückenspeisespannungsgenechende Mindestfrequenz abgleichbar ist. Aus gleichem rator ist. Eine Änderung der Referenzspannung hin zu Grunde sind zweckmäßigerweise im Auswertegerät das 25 niedrigen Werten bewirkt dabei eine proportionale Än-Frequenzsignal sowie die Torzeit überwachbar. derung der Ausgangsfrequenz zu höheren Werten. Da

Das erfindungsgemäße Hebezeug kann ein Hubwerk das Ausgangssignal der Dehnungsmeßbrücke 1 und damit nur einer Geschwindigkeit oder ein Hubwerk mit mit das Steuersignal für den Frequenzgenerator 65 sich mehreren Hubgeschwindigkeiten aufweisen. Insbeson- proportional und gleichsinnig mit der Brückenspeisedere liegt im Rahmen der Erfindung eine Ausführungs- 30 spannung ändert, andererseits die Änderung der Ausform mit einem Hubwerk für eine langsame Hubge- gangsfrequenz des Frequenzgenerators 65 proportional schwindigkeit in einer Anhebephase und einem Hub- aber gegensinnig zur Referenzspannungsänderung ist, werk für eine schnelle Hubgeschwindigkeit. Diese Aus- kompensieren sich die Einflüsse vcn Referenzspanführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß das Aus- nungsschwankungen auf das Ausgangssignal. Die Komwertegerät zwei Zähler aufweist, die über den Fre- 35 bination von Dehnungsmeßbrücke 1, Brückenspeisequenzteiler jeweils mit einer unterschiedlichen Torzeit spannungsgenerator, Referenzspannungsquelle 61 und versorgbar sind, deren erste einer vorgegebenen Teil- Frequenzgenerator 65 erlaubt es, die Schaltung nach last und einem ersten Zähler, deren zweite der Nennlast F i g. 2 mit einer einfachen Gleichspannung zu speisen, sowie einem zweiten Zähler zugeordnet ist, und daß die nicht für die Dehnungsmeßbrücken 1 sonst benötigwährend der Anhebephase die schnelle Hubgeschwin- 40 te Genauigkeit und Konstanz erfüllen muß.
digkeit abschaltbar ist. Mit den Abgleichwiderständen 68 und 69 kann die

Im folgenden werden die Merkmale der Erfindung Offsetspannung der Dehnungsmeßbrücke 1 so abgeglianhand einer lediglieh ein Ausführungsbeispiel darstel- chert werden, daß bei unbelasteter Dehnungsmeßbrüklenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in ke 1 das Ausgangssignal eine festgelegte Grundfreschematischer Darstellung 45 quenz hat. Mit dem Abgleichwiderstand 63 wird über

F i g. 1 ein Hebezeug mit zwei Hubmotoren und der die Brückenspeisespannung die Empfindlichkeit der zugeordneten Schaltungsanordnung in Form eines Dehnungsmeßbrücke 1 so abgeglichen, daß bei der Blockschaltbildes, Nenndehnung das Ausgangssignal die Nennfrequenz

F i g. 2 die Schaltungsanordnung des Frequenzwand- hat. Ein zusätzlicher Abgleich des Frequenzgenerators lers aus dem Gegenstand nach F i g. 1 und 50 65 ist nicht erforderlich.

F i g. 3 die Schaltungsanordnung des Auswertegerä- In F i g. 3 ist die Ausbildung des Auswertegerätes 9 in

tes aus dem Gegenstand der F i g. 1. Fig. 1 dargestellt worden. Das über die Anschlußlei-

Die F i g. 1 zeigt beispielhaft ein Hebezeug, bei dem tung 10 zugeführte Frequenzsignal wird in den voreineine Dehnungsmeßbrücke 1 über die Anschlüsse 2 und 3 stellbaren Zählern 97 und 100 verarbeitet. Das Einfür die Brückenspeisespannung und über Ausgangsan- 55 gangssignal für den Zähler 100 wird zuvor durch den Schlüsse 4, 5 für die Brückenausgangsspannung mit ei- programmierbaren Frequenzteiler 102 im Verhältnis nem Frequenzwandler 6 verbunden ist. Der Ausdruck IZn₃ geteilt. Der Anfangswert für die Zähler 97,100 wird Frequenzwandler meint einen Spannungs/Frequenz- durch den mehrpoligen Schalter 96 eingestellt. Der Zäh-Wandler. Der Frequenzwandler 6 wird über die An- ler 97 liefert mit dem Erreichen des Zählerstandes Null Schlußleitungen 7 und 8 mit einer Gleichspannung aus 60 ein Ausgangssignal, dessen Dauer durch die abfallverzödem Auswertegerät 9 versorgt. Das Ausgangssignal des gerte Zeitstufe 98 verlängert wird, so daß mindestens Frequenzwandlers 6 in der Form einer Spannung oder die Dauer einer Torzeit erreicht wird. Ebenso verhält eines Stromes mit veränderlicher Frequenz wird über sich der Zähler 100 mit der nachgeschalteten Zeitstufe die Anschlußleitung 10 an das Auswertegerät 9 übertra- 101, dessen Ausgangssignal die Ausgangselemente, vorgen. Die Schützensteuerung 13 schaltet zwei Hubmoto- 65 zugsweise Schaltrelais 104, 105, ansteuert, die über die ren. Über die Ausgangsleitungen 11 und 12 wird die Ausgangsleitungen 11, 12 der Hubmotoren abschalten. Steuerung der Motoren so geschaltet, daß die Hubbe- Das Ausgangssignal von der Zeitstufe 101 steuert über wegung bei Überlast zwangsweise abgeschaltet wird. — die Verbindungsleitung 106 ebenfalls den Frequenztei-

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ler Ι/Π3 102 in der Weise, daß das Verhältnis zwischen kann die Funktion der monostabilen Kippstufe 99 durch

Eingangs-und Ausgangsfrequenz größer wird. Das Aus- einen Schalter oder eine Kurzschlußbrücke gesperrt

gangssignal von der Zeitstufe 98 triggert eine monosta- werden, so daß die Feinhubzeit beim Anheben entfällt

bile Kippstufe 99, so daß für die Dauer der Rückfallzeit Die beiden Schaltrelais 104,105 haben dadurch die glei-

TF das Schaltrelais 105 über die Ausgangsleitungen 11 5 ehe Funktion und werden nur durch die Zeitstufe 101

den Hubmotor mit der schnellen Hubgeschwindigkeit geschaltet, vorzugsweise beim Überschreiten der

abschaltet. Grenzlast.

Die Zeit zwischen den Setzvorgängen für die Zähler Zur Funktionsüberwachung der Schaltung überwacht 97 und 100 wird durch die Torzeit bestimmt, die durch eine nachtriggerbare monostabile Kippstufe 103 über die Frequenzteiler Ι/Λ2 94 aus der Netzfrequenz des 10 die Verbindungsleitung 112 die Torzeit für Zähler 100 Wechselstromnetzes für die Stromversorgung erzeugt und über die Verbindungsleitung 113 die Mindestfrewird. Statt der Netzfrequenz kann auch ein anderes Fre- quenz fmin, die der Frequenzgeber am Ausgang des quenznormal verwendet werden. Frequenzteilers Vn₃ erzeugen muß. Beim Unterschrei-

Das Stromversorgungsteil 91 des Auswertegerätes 9 ten des vorgegebenen Verhältnisses zwischen Torzeit

wird aus dem Wechselspannungsnetz gespeist und ver- 15 und Netzperiode oder beim Unterschreiten der Min-

sorgt über die Anschlußleitungen 7, 8 den Frequenz- destfrequenz fmin wird die monostabile Kippstufe 103

wandler 6. Der Signalformer 92 erzeugt aus der Netz- nicht nachgetriggert, so daß der Ausgang den stabilen

frequenz das Eingangssignal für den Frequenzteiler 1/tij Zustand erreicht und über die Zeitstufe 101 die Hubbe-

93. Das Ausgangssignal des Teilers \ln\ 93 setzt im Ab- wegung abschaltet.

stand einer ersten Torzeit, z. B. 80 ms über die Verbin- 20 Zur Funktionskontrolle durch eine Person wird der dungsleitung 108 den Zähler 97 auf den Anfangswert Testtaster 95 betätigt. Über die Leitung 114 werden und ist Eingangssignal für den steuerbaren Frequenztei- dabei die Zähler 97 und 100 auf den Anfangswert geler I/JJ2 94, der im Abstand einer zweiten oder dritten setzt und die Frequenz ί/πι 93 und Ι/Π2 94 gesperrt, so Torzeit den Zähler 100 über die Verbindungsleitung 109 daß durch die Betätigung des Testtasters 95 die Torzeit auf den Anfangswert stellt. Die Torzeitfrequenz des 25 beliebig verlängert wird. Bei ordnungsgemäßer Funk-Frequenzteilers I//J2 94 wird über die Anzeigelampe 107 tion von Geber und Auswertegerät 9 erreichen die Zähangezeigt. Anhand der Blinkfrequenz der Anzeige kann ler 97 und 100 den Zählerstand Null, so daß die zugeorddie ordnungsgemäße Funktion des Torzeitgebers kon- neten Abschaltfunktionen des Hubwerkes ausgelöst trolliert werden. werden. Zusätzlich kann durch eine Zeitmessung mit

Beim Anheben einer Last arbeitet der Zähler 97 mit 30 einer Stoppuhr bei leerem Lasthaken oder bei bekann-

der ersten Torzeit, der Zähler 100 arbeitet mit einer ter Last die eingestellte Grenztraglast kontrolliert wer-

längeren zweiten Torzeit; aufgrund des am Schalter 96 den. Für den verwendeten Seilkraftgeber sind sowohl

eingestellten Wertes erreicht der Zähler 97 bei einer die Ausgangsfrequenz ohne Last als die Ausgangsfre-

vorgegebenen Teillast, z. B. 25% der Nenntraglast, in- quenz bei der Nennbelastung bekannt. Zur Überprü-

nerhalb der ersten Torzeit den Zählerstand Null und 35 fung der eingestellten Grenztraglast des Hubwerkes

Zähler 100 bei der Grenztraglast, z. B. 105% der Nenn- wird die monostabile Kippstufe 99 in der oben beschrie-

traglast, innerhalb der zweiten Torzeit den Zählerstand benen Weise gesperrt, die Ausgänge des Auswertegerä-

NuIl. tes 9 schalten dann, wenn der Zähler 100 die Nullstel-

Wenn die vorgegebene Teillast überschritten wird, lungerreicht.

triggert das Ausgangssignal vom Zähler 97 über die 40 Durch Betätigung des Testtasters 95 und Start der

Zeitstufe 98, die monostabile Kippstufe 99 und schaltet Stoppuhr wird der Prüfvorgang gestartet Die Stoppuhr

damit für die eingestellte Rückfallzeit TF die schnelle wird angehalten, wenn die Ausgänge abschalten. Bei

Hubgeschwindigkeit ab. dieser Prüfung wird der Zähler 100 mit einer bekannten

Über die Verbindungsleitung 111 werden die Fre- Frequenz dekrementiert und hat am Ende dergemesse-

quenzteiler 1//I₂ 94 gesteuert, so daß Zähler 100 eine 45 nen Zeit den Zählerstand Null. Aus der gemessenen Zeit

verkürzte dritte Torzeit erhält und der Frequenzteiler kann der Anfangswert des Zählers und dadurch die ein-

1 Im 102 gesteuert, so daß die Eingangsfrequenz für Zäh- gestellte Grenzlast errechnet werden.

ler 100 entsprechend der verkürzten Torzeit heraufge-

setzt wird. Durch das Abschalten der schnellen Hubge- Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

schwindigkeit beim Anheben der Last und die gleichzei- 50

tige kürzere Torzeit wird die Ansprechzeit des Auswertegerätes 9 bei Überschreiten der Grenzlast verkürzt
und der Nachlauf weg des Hubwerkes verkürzt.

Zur Synchronisation der Frequenzteiler 93, 94 werden diese über die Verbindungsleitung 110 durch das 55
Triggersignal für die Kippstufe 99 rückgesetzt.

Nach Ablauf der Rückfallzeit TF der monostabilen
Kippstufe 99 wird die schnelle Hubgeschwindigkeit wieder eingeschaltet, falls Zähler 100 nicht das Überschreiten der eingestellten Grenztraglast erkannt hat. Der 60
Zähler 100 arbeitet dann wieder mit der zweiten Torzeit. Diese zweite Torzeit wird vorzugsweise so gewählt, daß sie gleich oder größer als die Periodendauer
der Lastschwingung einer hängenden Last ist Dadurch
wird nach dem Anheben der Last auch bei Seilschwin- 65
gungen mit guter Annäherung durch den Zähler 100 der
statische Mittelwert der Last gemessen.

Bei Hubwerken mit nur einer Hubgeschwindigkeit

Claims

1 2 wobei die Dehnungsmeßbrücke mit zwei Anschlüssen Patentansprüche: an einen Brückenspeisespannungsgenerator angeschlossen ist sowie zwei Ausgangsanschlüsse zur Ab-

1. Hebezeug mit zumindest einem Hubmotor, nähme des Meßbrückenausgangssignals aufweist und Schützensteuerung für den Hubmotor und auf die 5 wobei fernerhin das Auswertegerät auf die Schützen-Schützensteuerung arbeitender Überlastsicherung, steuerung arbeitet. — Dehnungsmeßbrücke bezeichnet wobei die Überlastsicherung einen Seilkraftgeber eine im allgemeinen mit Dehnungsmeßstreifen arbeitenmit Dehnungsmeßbrücke, ein Auswertegerät und ei- de Meßbrücke, wobei die Dehnungsmeßstreifen Dehne Einrichtung zur Unterdrückung dynamischer nungen erfahren, die definiert von der Seilkraft abhän-Lastspitzen aus Lastschwingungen bestimmbarer io gen.

Periodendauer aufweist, wobei die Dehnungsmeß- Bei dem bekannten gattungsgemäßen Hebezeug brücke mit zwei Anschlüssen an einen Brückenspei- (DE-OS 25 16 768) ist die Schaltungsanordnung so gesespannungsgenerator angeschlossen ist sowie zwei troffen, daß das Ausgangssignal der Meßbrücke über Ausgangsanschlüsse zur Abnahme des Meßbrük- einen Verstärker als Eingangssignal für mehrere spankenausgangssignals aufweist und wobei fernerhin 15 nungsabhängige Schaltstufen des Auswertegerätes das Auswertegerät auf die Schützensteuerung arbei- dient, welche Schaltstufen jeweils einen Ausgangskontet, dadurch gekennzeichnet, daß zwi- takt umschalten, wenn der Wert der Spannung an ihrem sehen Dehnungsmeßbrücke (1) und Auswertegerät Eingang und damit die Größe der Last am Seil des He-(9) ein Frequenzwandler (6) mit Frequenzgenerator bezeuges einen jeweils festliegenden Wert überschrei-(65) angeordnet ist, welcher Frequenzwandler (6) 20 tet. Eine Lastanzeigetafel ist zugeordnet. Die Ausgangsdas Meßbrückenausgangssignal in ein Frequenzsi- kontakte der Schaltstufen wirken auf die Schützengnal wandelt, daß das Auswertegerät (9) zumindest steuerung, so daß das Hubwerk bei Überschreiten eines einen Zähler (100) mit einstellbarem Anfangswert, bestimmten Wertes der Last abgeschaltet wird. Auf der zumindest einen Schalter (104) und einen Frequenz- Lastanzeigetafel erscheint die Last, z. B. in digitalen Zifteiler (93) aufweist, welcher Frequenzteiler (93) aus 25 fern. Die Einrichtung zur Kompensation dynamischer einer Referenzfrequenz einer Referenzsignalquelle Lastspitzen aus Lastschwingungen verlangt bei der beein periodisches Steuersignal als Torzeit für den kannten Ausführungsform eine besondere Seiltraverse Zähler (100) erzeugt, daß mit dem Zähler (100) wäh- mit zwei gegenüberliegenden Seitenblechen, an denen rend der Torzeit die Perioden zählbar sind, die das über der Dehnungsmeßbrücke zugeordnete Dehnungs-Frequenzsignal des Frequenzwandlers (6) enthält, 30 meßstreifen angeordnet sind. Durch diese Anordnung daß der Schalter (104) durch den Zähler (100) aus- soll eine Verfälschung bei quer zur Traverse pendelnder schaltbar ist, wenn ein vorgegebener Zählerstand Last ausgeglichen werden, da eine Traversenseite bei innerhalb der Torzeit erreicht oder überschritten ist, der pendelnden Last belastet, die andere Traversenseite und daß die Torzeit so einstellbar ist, daß sie gleich gleichzeitig entlastet wird. Es sollen gleichsam Mitteloder größer ist als die Periodendauer der Last- 35 werte der Lastschwingung aufgenommen werden. Das schwingungen. gelingt nur mehr oder weniger genau. Außerdem wird

2. Hebezeug nach Anspruch 1, dadurch gekenn- bei sehr steil ansteigender Last (z. B. festsitzendem Lastzeichnet, daß der Frequenzwandler (6) den Brücken- haken) eine unzulässig lange Abschaltverzögerung Speisespannungsgenerator aufweist, und daß dem wirksam. Die bekannte Ausführungsform ermöglicht es, Brückenspeisespannungsgenerator sowie dem Fre- 40 den Seilkraftgeber und das Auswertegerät getrennt abquenzgenerator ein und dieselbe Referenzspannung zugleichen und unabhängig voneinander ohne gemeinder Referenzspannungsquelle (61) zuführbar ist, wo- samen Abgleich auszutauschen, was montagetechnisch bei das Verhältnis zwischen Referenzspannung und und wartungstechnisch einen Vorteil darstellt. Um diese Brückenspeisespannung abgleichbar ist. Austauschbarkeit zu erreichen, müssen beim Seilkraft-

3. Hubwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 2 in 45 geber Nullpunkt und Empfindlichkeit auf definierte der Ausführungsform mit einer langsamen Hubge- Werte abgeglichen werden. Zusätzlich müssen im Ausschwindigkeit für eine Anhebephase und einer wertegerät die Versorgungsspannung für die Meßbrükschnellen Hubgeschwindigkeit, dadurch gekenn- ke, die Verstärkung und die Offsetspannung des Diffezeichnet, daß das Auswertegerät (9) zwei Zähler (97, renzverstärkers sowie die spannungsabhängigen Schalt-100) aufweist, die über den Frequenzteiler (102) je- 50 stufen abgeglichen werden. Die Genauigkeit und die weils mit einer unterschiedlichen Torzeit versorgbar Funktionssicherheit der gesamten Anordnung hängt im sind, deren erste einer vorgegebenen Teillast und besonderen Maße von der Konstanz und Genauigkeit einem ersten Zähler (97), deren zweite der Nennlast dieser Abgleiche und der verwendeten Bauteile ab. Das sowie einem zweiten Zähler (100) zugeordnet ist, gilt insbesondere, wenn dynamische Lastspitzen auftre- und daß während der Anhebephase die schnelle 55 ten.

Hubgeschwindigkeit abschaltbar ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem

gattungsgemäßen Hebezeug einerseits die Funktionssi-

cherheit und andererseits die Genauigkeit zu verbessern, und zwar auch bei Auftreten dynamischer Last-60 spitzen.

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf ein Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß Hebezeug mit zumindest einem Hubmotor, Schützen- zwischen Dehnungsmeßbrücke und Auswertegerät ein steuerung für den Hubmotor und auf die Schützen- Frequenzwandler mit Frequenzgenerator geschaltet ist, steuerung arbeitender Überlastsicherung, wobei die welcher Frequenzwandler das Meßbrückenausgangssi-Überlastsicherung einen Seilkraftgeber mit Dehnungs- 65 gnal in ein Frequenzsignal wandelt, daß das Auswertemeßbrücke, ein Auswertegerät und eine Einrichtung zur gerät zumindest einen Zähler mit einstellbarem AnUnterdrückung dynamischer Lastspitzen aus Last- fangswert, zumindest einen Schalter und einen Freschwingungen bestimmbarer Periodendauer aufweist, quenzteiler aufweist, welcher Frequenzteiler aus einer