HU195160B

HU195160B - Connection arrangement for preventing lifting device against overload

Info

Publication number: HU195160B
Application number: HU160486A
Authority: HU
Inventors: Miklos Lambert; Gyula Barna
Original assignee: Ganz Danubius Hajo Es Darugyar
Priority date: 1986-04-17
Filing date: 1986-04-17
Publication date: 1988-04-28
Also published as: HUT43295A

Abstract

A találmány tárgya kapcsolási elrendezés emelőberendezés túlterhelés elleni védelmére, amely erőjeladó (1) kimenetére vezetett komparátort (4, 7), a második komparátor (7) kimenetére kapcsolt késleltetőt (9) és egyik bemenetével a késleltető (9) kimenetére csatlakoztatott VAGY-kaput (10) tartalmaz, ahol a VAGY-kapu (10) másik bemenetére az első komparátor (4) van vezetve. A találmány lényege, hogy az erőjeladó (1) kimenete differenciálóegységen (2) és előjelmegállapító egységen keresztül van az első komparátorra (4) vezetve, amelynek kimenete ÉS-kapu (8) egyik bemenetére van vezetve, ahol az ÉS-kapu (8) másik bemenete a második komparátor (7) kimenetére van csatlakoztatva. 2. ábra -1-The present invention relates to a switching arrangement for protecting a lifting device from overloading, which has provided a comparator (4, 7) to the output of a force transducer (1), a delay switch (9) connected to the output of the second comparator (7), and a gate connected to the output of the delayer (9) at one of its inputs. 10), where the first comparator (4) is guided to the other input of the OR gate (10). It is an object of the present invention that the output of the force transducer (1) is supplied to the first comparator (4) via a differentiation unit (2) and a pre-positioning unit, the output of which is directed to one of the inputs of the AND gate (8), where the AND gate (8) is connected to another one. input is connected to the output of the second comparator (7). Figure 2 -1-

Description

A találmány tárgya kapcsolási elrendezés emelőberendezés túlterhelés elleni védelmére, amely erőjeladó kimenetére vezetett komparátort, a második komparátor kimenetére kapcsolt késleltetőt és egyik bemenetével a késleltető kimenetére csatlakoztatott VAGY-kaput tartalmaz, ahol a VAGY-kapu másik bemenetére az első komparátor van vezetve.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a circuit arrangement for overload protection of a lifting device comprising a comparator led to the output of a force transducer, a delay connected to the output of the second comparator and an OR gate connected to the output of the delay gate.

Az emelőberendezések túlterhelés elleni védelme fontos biztonságtechnikai probléma. A korszerű megoldások szerint komparátort alkalmaznak, amely a horgon függő teher tömegével arányos jelet hasonlít össze megengedett terhelésre jellemző referenciaszinttel. Ha túlterhelés következik be, a komparátor kimenetén olyan jel továbbítódik, amelylyel az emelőberendezés további működése leállítható.Protecting lifting equipment against overload is an important safety issue. State-of-the-art solutions use a comparator which compares a signal proportional to the weight of the hook-dependent load with a reference level representative of the permissible load. If an overload occurs, a signal is transmitted at the output of the comparator to stop further operation of the lifting device.

Elméletileg a teher emelésekor az emelés irányában ébredő reakcióerő, vagyis például a darukban ébredő kötélerő egységugrás jellegű, tehát zérusról indulva gyakorlatilag elhanyagolható idő alatt felveszi állandósult értékét. A valóságban azonban ez nem teljesül, és különösen nem nagyobb terheket emelő szerkezetek esetében, amikor is az emelőszerkezet egyes elemeinek rugalmas alakváltozása az állandósult érték körüli aperiodikus erőváltozásokat hoz létre. Ez annyit jelent, hogy emeléskor az állandósult állapothoz viszonyítva jelentős, akár 20 ... 40%-os túllövések is előfordulhatnak. A komparátor önmagában ezért nem elegendő a meghatározható emelést is megengedő védelemre, hiszen szinte minden túllövést túlterhelésként értékelne és ezért az emelőberendezést gyakran feleslegesen kellene leállítani. Ezért alkották meg azokat a kapcsolási elrendezéseket, amelyekben az erőhatásra jellemző jel egyrészt késleltetéssel alacsonyabb összehasonlítási szinten kerül komparálásra, másrészt késleltetés nélkül olyan komparátorra kerül, amelynek összehasonlítási szintje a megengedett maximális terhelést képviseli, fgy a biztonsági határt jelentő terhelés elérésekor a kapcsolási elrendezés az emelőberendezés üzemét azonnal leállítja, míg a túllövés miatt keletkező, -de a biztonsági határ alatt maradó terhelésnővekedést gyakorlatilag csak annak lecsengése után észleli.Theoretically, the reaction force in the direction of lifting the load when lifting the load, i.e. the rope force in the crane, for example, is of a unit jump, starting from zero at a practically negligible time. In reality, however, this is not the case, and especially not in the case of lifting structures where the elastic deformation of some elements of the lifting device produces aperiodic force changes around the steady-state value. This means that there may be significant overshoot of up to 20% to 40% relative to steady state during lifting. Comparator alone is therefore not sufficient to provide protection that allows for a definite lift, as almost every overkill would be overloaded and the lifting equipment would often have to be stopped unnecessarily. For this reason, switching arrangements have been designed in which the power characteristic signal is comparatively delayed at a lower level of comparison and, without delay, is placed at a comparator representing the maximum allowable load, so that when the load limit is reached the switching arrangement is operated it stops immediately, while the overload resulting from an overload that remains below the safety margin practically does not detect until it has calmed down.

Ennek a megoldásnak a hátránya, hogy nehézkesen állítható be, és különösen a gyorsműködésű emelőberendezéseknél még a rövidebb késleltetési idő is veszélyes lehet. Így például, ha úszódaru horga víz alatti akadályba ütközik, amelyet a daru nem tud megemelni, a terhelés hirtelen rendkívüli mértékben megnövekszik, és még a rövid késleltetési idő sem előzheti meg a komoly károsodásokat.The disadvantage of this solution is that it is difficult to adjust and, in particular in the case of high-speed hoists, even a shorter delay time can be dangerous. For example, if a floating crane encounters an underwater obstacle that cannot be lifted by a crane, the load suddenly increases enormously and even a short delay time cannot prevent serious damage.

A találmány célja az ismertetett hátrányok megszüntetése. Alapja az a felismerés, hogy nemcsak a terhelés nagyságát, hanem a változás jellemzőit is követni kell.It is an object of the present invention to overcome the drawbacks described. It is based on the recognition that not only the size of the load but also the characteristics of the change must be followed.

A találmány feladata ennek megfelelően olyan kapcsolási elrendezés létrehozása, amellyel emelőberendezések terhelése jól követhető, veszélyhelyzetben az emelőberendezés működése azonnal leállítható.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a switching arrangement whereby the load of the lifting equipment can be well monitored and, in an emergency, the lifting equipment can be stopped immediately.

A kitűzött cél elérésére olyan kapcsolási elrendezést hoztunk létre, amely erőjeladó kimenetére vezeteti, második komparátort, a második komparátor kimenetére kapcsolt késleltetőt és egyik bemenetével a késleltető kimenetére csatlakoztatott VAGY-kaput tartalmaz, ahol a VAGY-kapu másik bemenetére az első komparátor van vezetve, és a találmány szerint az erőjeladó kimenete differenciál óegységen és előjelmegállapító egységen keresztül van az első komparátorra vezetve, amelynek kimenete ÉS-kapu egyik bemenetére van vezetve, ahol az ÉS-kapu másik bemenete a második komparátor kimenetére van csatlakoztatva.To achieve this object, a switching arrangement is provided which leads to the output of a power transducer, a second comparator, a delay connected to the output of the second comparator and an OR gate connected to the output of the delay gate at one of its inputs. according to the invention, the output of the power transducer is connected to a first comparator via a differential clock unit and a predetermining unit, the output of which is connected to one of the inputs of the AND gate, where the other input of the AND gate is connected to the output of the second comparator.

Célszerűen az előjelmegállapító egység kiegészítő differenciálóegység.Preferably, the predetermining unit is an additional differentiating unit.

Univerzálisan alkalmazható a találmány szerinti kapcsolási elrendezés, ha az első és második komparátor egy-egy referencia-jeladóra van csatlakoztatva.The circuit arrangement according to the invention is universally applicable if the first and second comparators are connected to a reference transducer.

A találmány szerinti kapcsolási elrendezéssel emelőberendezések hatékony védelme biztosítható dinamikus túlterhelés esetén is.The switching arrangement according to the invention provides effective protection of lifting equipment even under dynamic overload.

A találmány tárgyát a továbbiakban példakénti kiviteli alak kapcsán, a csatolt rajzra hivatkozással ismertetjük részletesen. A rajzon azThe present invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawing, with reference to the accompanying drawings. In the drawing it is

1. ábra a terhelés változása emelőberendezésnél, míg aFigure 1 shows the change in load for the hoist while Figure

2. ábra a találmány szerinti kapcsolási elrendezés tömbvázlata.Fig. 2 is a block diagram of a circuit arrangement according to the invention.

Emeléskor a kötélben ébredő, a terhelésnek megfelelő erőt időben lezajló változása elvileg az 1. ábra folyamatos vonalának felelnek meg. Az emelést t_o időpontban indul, és a megemelt tömeg hatásara elméletileg Q„ névleges terhelés alakul ki. Ez az a terhelési érték, amely az állandósult állapotra jellemző. Emelőberendezés alkalmazásakor a rugalmas erőhatások miatt a helyzet más. Mint az 1. ábra szaggatott vonalából látszik, az emelés kezdetekor a Q terhelés változása nem egységugrás-jellegű, hanem több lecsengő maximummal jellemzett görbe alakul ki. Az első maximum általában a terhelés Q* biztonsági határa és a Q„ névleges terhelés közötti középértéket jelentő Q_m középterhelés között van. A komparálási szintet általában a Q_m középterhelésre állapítjuk meg, amit t, időpontban ér el a terhelés értéke. Ezt követően t₂ időpontban a terhelés visszatér a Qm középterhelés alá, és a Q„ névleges terhelés körül oszcillálva áll be végülis. Ahhoz, hogy a túlterhelés miatt az emelőberendezés kikapcsolása ne következzen be, az ismert megoldások szerint a komparálást legalább t₂ — t, időtartamú késleltetéssel kell összekapcsolni.The change in time of lifting the rope, corresponding to the load corresponding to the load, in principle corresponds to the continuous line in Figure 1. The increase starts at t _o time and the effect of the increased mass is theoretically Q 'rated load. This is the load value that is typical for steady state. When using lifting equipment, the situation is different due to the elastic forces. As shown in the dashed line in Fig. 1, the change in load Q at the start of the lift is not a unit jump but a plurality of decaying maxima. The first maximum is generally between the safety margin Q * of the load and the mean load Q _{m, which} represents the mean value Q 'of the nominal load. Generally, the level of comparison is determined for the mean load Q _m , which is reached at time t, by the value of the load. Thereafter, at time t _2, the load returns to below the mean load Qm, and finally oscillates around the nominal load Q '. In order to prevent the lifting device from being switched off due to overload, it is known to combine the comparator with a delay of at least t ₂ .

A találmány szerinti kapcsolási elrendezésben az emelőberendezés horgával vagyIn the coupling arrangement according to the invention, the lifting device has a hook or

-2195160 kötelével 1 erőjeladó van kapcsolatban. Ennek kimenete egyrészt 2 differenciálóegységre, ezen keresztül előjelmegállapító egységre, célszerűen kiegészítő 3 differenciálóegységre, továbbá 5 referencia-jeladó kimenetére csatlakoztatott 4 első komparátorra, másrészt referencia-jeladó kimenetével is kapcsolódó második komparátorra van vezetve. Ez utóbbi kimenete egyrészt 9 késleltető bemenetét, másrészt 8 ÉS-kapu egyik bemenetét alkotja, amelyeken keresztül 10 VAGY-kapu egy-egy bemenetére van vezetve. A 10 VAGY-kapu kimenetén 11 beavatkozó egység van, amellyel az emelőberendezés működése leállítható. A 4 első komparátor kimenete a 8 ÉS-kapu második bemenetét alkotja.There are 1 force transmitter associated with the -2195160 rope. Its output is connected to the first comparator 4, connected to the output of the reference encoder 5, and to the second comparator connected to the output of the reference encoder. The output of the latter comprises, on the one hand, a delay input 9 and, on the other hand, an input of an AND gate 8 through which it is led to one of the inputs of the OR gate. At the output of the OR gate 10 there is an actuator 11 for stopping the lifting device. The output of the first comparator 4 is the second input of the AND gate 8.

A találmány szerinti kapcsolási elrendezés működése a következő:The operation of the circuit arrangement according to the invention is as follows:

Az emelőberendezés horgában vagy kötelében emeléskor ébredő erőt az 1 erőjeladó villamos jellé alakítja. Ez a jel szintjében folyamatosan követi az emelőerő változásait. Abszolút értékét a túlterhelést elemző 7 második komparátor követi, amely ismert módon működik, vagyis adott terhelési érték túllépésekor a 9 késleltető és a 8 ÉS-kapu révén a 10 VAGY-kapun át a 11 beavatkozó egységet működteti.The force applied by the hoisting device upon lifting the hook or rope is converted by the force transmitter 1 into an electrical signal. This continuously follows the changes in the lifting force at the level of the signal. Its absolute value is followed by the second comparator 7, which operates in a known manner, that is, when a given load value is exceeded, actuates the actuator 11 via the delay gate 9 and the AND gate 8 through the OR gate 10.

Az 1 erőjeladó villamos jele a 2 differenciálóegységre is van vezetve. Ez a jel differenciálásával megállapítja annak meredekségét. A 3 differenciálóegység ezt követően a differenciált jel újbóli differenciálásával megállapítja a meredekség előjelét. Negatív előjel mellett a meredekség csökkenő változást jelent, így beavatkozásra nincs szükség. Növekvő jel esetén viszont a meredekség előjele pozitív, így az 5 referencia-jeladó által adott szinttel összehasonlítva a 4 első komparátor adott esetben kimenő jelet szolgáltat a 8 ÉS-kapu részére. A 8 ÉS-kapu egyik bemenetén a terhelés abszolút értékére, másik bemenetén a terhelés változásának dinamikájára je lemző jel van. így gyors változás esetén a terhelés egy adott határértékének elérésekor az azonnali közbeavatkozás válik lehe5 tővé.The electrical signal of the power transducer 1 is also applied to the differentiation unit 2. This differentiates the signal to determine its slope. The differentiation unit 3 then determines the slope sign by re-differentiating the differentiated signal. With a negative sign, the slope means a decreasing change, so no intervention is required. In the case of an incremental signal, however, the slope sign is positive, so that the first comparator 4 may provide an output signal to the AND gate 8 when compared to the level provided by the reference transducer 5. One of the inputs of the AND gate 8 has a signal indicative of the absolute value of the load and of the other input the dynamics of the load change. Thus, in the case of a rapid change, immediate intervention is possible when a given load limit is reached.

A találmány szerinti kapcsolási elrendezés a 11 beavatkozó egység közvetítésével az emelőberendezés dinamikus túlterhelésekor is gyorsan, megbízhatóan hajtja'végre az emelőberendezés lekapcsolását. A változások elemzésének lehetősége biztosítja, hogy a lekapcsol ásra ténylegesen vészhelyzetben kerüljön sor.The switching arrangement according to the invention, by actuating the actuator 11, rapidly and reliably causes the lifting device to be switched off even when the lifting device is dynamically overloaded. The ability to analyze changes ensures that the shutdown is actually performed in an emergency.

Claims

1. A circuit arrangement for overload protection of the lifting device which led to a second comparator to the output of the power transducer,

20 comprising a delay connected to the output of the second comparator and an OR gate connected to one of its inputs by a delay comparator output, wherein a first comparator is connected indirectly to the other input of the OR gate, characterized in that the output of the power transducer (1) is connected via a unit to the first comparator (4), the output of which is connected to one of the inputs of the AND gate (8), where the other input of the AND gate (8) is connected to the output of the second comparator (7).

A circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the predecessor detection unit is an additional differentiation unit (3).

The circuit arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that:

A reference encoder (5, 6) is connected to one of the inputs of the first and second comparators (4, 7).