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Steuerung für das Hubwerk eines Hebezeuges Die Erfindung betrifft
eine elektrische Steuerung für das Hubwerk eines Hebezeuges, beispielsweise für
den Antrieb der Hubwinde eines Kranes, mit einem willkürlich betätigbaren Eingangsgeberpotentiometer
und mit einer von einem elektrischen Signal gesteuerten Verstelleinrichtung und
einen durch diese verstellbaren hydrostatischen Getriebe und nit einer Breite an
der Abtriebswelle des Getriebes.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Steuerung für ein
derartiges Hubwerk zu schaffen, die eine stufenlos Steuerung der Geschwindigkeit
innerhalb eines großen Geschwindigkeitsbereiches sowohl bein Heben als auch bein
Senken
ermöglicht. Dabei sollen unkontrollierte Bewegungen des Lasthakens, d. h. unkontrolliertes
Absacken oder Anheben der last vermieden sein. Es sollen ruckfreie Bewegungen gesichert
sein, und zwar auch dann, wenn die iechanische Bremse anzieht, wie auch dann, wenn
die Brenne gelöst wird.
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Ein Teil dieser Aufgabe wird annähernd in teilweise befriedigender
Weise gelöst durch eine bekannte Anordnung, bei der ein von Förderdruck des Getriebes
beaufschlagter Kalben einen mit einer bestimmten Bremswirkung verschiebbaren Gleitstein
verschiebt, der einen Schalter trägt, der solange geschaltet ist, wie die Kolbenstange
des genannten Kolbens gegen den Gleitstein anliegt. Der Gleitstein ist andererseits
iit einen zweiten doppelt wirkenden Kolben verbunden, der ein sofortiges Zurückziehen
des Gleitsteins bei entsprechender Druckdifferenz auf den beiden Seiten dieses Kolbens
zur Folge hat. Durch diese Einrichtung soll das Nachsacken der Last beim Öffnen
der Bremse vermieden werden. Diese Ausgestaltung ermöglicht jedoch der Steuerung
nicht, einen Wert für die Förderstromeinstellung der Pumpe vorzugeben, bei dem der
Förderstrom der Pumpe genau bei den jeweils unter Berücksichtigung von Last, Viskosität
und Temperatur des Öles vorhandenen Betriebsbedingungen die Leckverluste ausgleicht,
wenn während des Betriebes die Last angehalten wird, beispielsweise,
um
einen Kran zu schwenken. Dabei sind nähmlich zwei Betriebszustände zu unterscheiden,
nähmlich einmal der, bei den die Last angehalten wird, ohne die Breise anzulegen,
und zum zweiten der, daß die Bremse während des Anhaltens der Last angelegt wird.
(DT-PS 2 324 829) Bei einen bekannten hydrostatischen Getriebe für Hebezeuge fördert
eine Hilfspumpe gegen den Widerstand einer verstellbaren Drosselstelle, deren Durchflußquerschnitt
abhängig von der aufgenommenen Last gesteuert wird. Die Leitung vor der Drosselstelle
ist an die Förderleitung des Getriebes über ein Rückschlagventil angeschlossen,
so daß der angestaute Druck den Druck in der Förderleitung bestimmt, wenn dieses
unter den Druck vor der Drosselstelle absinkt. Wird die Getriebepumpe in Nullstellung
gefahren, können auf diese Weise durch die Hilfspumpe die Leckverluste ausgeglichen
werden. (DT-A8 2 337 699, dazu DT-OS 1 959 409). Diese bekannte Anordnung erfordert
für Hilfspumpe, verstellbares Drosselventil und Rückschlagventil viel Bauaufwand
und bedingt durch die Hilfspumpe erhebliche Leistungsverluste und Aufheizung der
Flüssigkeit. Der Förderstrom von der Hilfspumpe ist konstant, der Druck wird durch
die Drosselung bestimmt. Der in das Getriebe abfließende Teilstrom vermindert jedoch
den durch die Drosselstelle fließenden strom und so.
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mit den Staudruck vor dieser.
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Beim Anlegen der Bremse sind zwei Phasen wichtig. Nämlich einerseits
der Zustand, in den die Brenne anlegt, und andererseits die Phase, in den die Bremse
gelöst wird. Bein Anlegen der Brenne soll die Lastgeschwindigkeit bereits durch
das Getriebe auf die Geschwindigkeit Null verzögert worden sein, danit dio Bremse
ruckfrei angelegt werden kann, d. h. daß die Bremse angezogen wird, während die
Welle absolut still steht. Andererseits soll gesichert sein, daß in den Augenblick,
wo die Brenne löst* im hydrostatischen Getriebe bereits ein Druck vorhanden ist,
der genau der Druck ist, der erforderlich ist, um diese Last hydrostanicht tisch
zu tragen. Das heißt bein Lösen der Brenne darf die Last durchsacken, weil bein
lösen der Brenne noch nicht hinreichender Druck aufgebaut war und die Last durchJackt,
bis sich dieser Druck aufgebaut hat. Die Last darf aber auch andererseits nicht
beim lösen der Brenne zunächst einmal angehoben werden, weil ein zu großer Druck
aufgebaut ist. Beide Vorgänge würden nachteilig sein.
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Zur lösung der gestellten Aufgabe wird von Eingangsgeberpotentioneter
ein Signal über eine Schaltlogik an eine Hochlaufschaltung gegeben, wobei dieser
Schalt logik und dieser Hochlaufschaltung ein weiteres, vom Drehmoment an der Hubwindenwelle
vor dem letzten Anlagen der Bremse abhängiges
Signal zugeführt
wird und der Schalt logik ein von jeweils augenblicklich vorhandenen Drehmoment
abhämgiges Signal zugeführt wird, wobei das Signal der Hochlaufschaltung der Verstelleinrichtung
zugeführt wird und von der Schaltlogik ein Signal an die Bremseinrichtung gegeben
wird. Die Hochlaufsteuerung bewirkt, daß die Pumpe nit einer vorgegebenen Geschwindigkeit
ausgeschwenkt wird, bis der Druck in der Förderleitung des hydrostatischen Getriebes
genau ausreicht, un die am Lasthaken hängende Last zu tragen und im Stillstand zu
halten. Das heißt, die Pulpe ist auf einen solchen Förderstrom eingestellt, daß
dieser genau die Leckölverluste ausglolcht, die in hydrostatischen Getriebe bei
der Viskosität, die bei der jeweiligen Temperatur vorhanden ist, unter der jeweiligen
Last auftreten. Der zum Ausgleichen der Leckölverluste erforderliche Strom wird
sorit von der Getriebepumpe selbst, nicht von einer zusätzlichen Hilfspumpe, erzeugt
und die Größe des Stromes wird durch die Einstellung der Pumpe gesteuert. Das Ansteuern
geschicht bei Beginn eines Lastbewegungsvorganges. Dieser Wert wird in der Hochschaltung
für eine Bewegungsphase gespeichert, so daß jedesmal dann, wenn der Geberpotentiometer
auf die Hubgeschwindigkeit Null, d. h. Stillstand der Last, eingestellt wird, die
Hochlaufsteuerung über die Verstelleinrichtung der Pumpe genau diejenige
Einstellung
gibt, die die Leckölverluste ausgeleicht.
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Wenn in dieser Stellung der Pumpe die Bremse angezogen wird, erfolgt
das ruckfrei, weil die Welle sich bei Anlegen der Bremse im Stillstand befindet.
In diesen Augenblick wird aber auch der gespeicherte Wert in der Hochlaufschaltung
gelöscht, weil während der Zeit, in der die Brenne angezogen ist, einerseits die
Größe der Last geändert werden kann, andererseits dieser Zeitraum, in den die Bremse
angezogen ist, so groß sein kann, daß während dieses Zeitrauns sich die Temperatur
des Öles und damit die Viskosität ändert.
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Deshalb wird in der Hochla ufschaltung dann, wenn bei angezogener
Bremse auf Beben oder Senken gesteuert wird, zunächst wieder der Punkt gesucht,
bei den genau die Leckverluste ausgeglichen werden und wird dann dieser Wert für-
die Zinstellung der Pumpe solange gespeichert, bis das nächste Mal die Bremse angezogen
wird.
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Eine solche Hochlaufsteuerung kann aus einem Feldeffekt-Transistor
bestehen, vorzugsweise aus einem MOS-FIT, an dessen Gate ein Kondensator liegt,
wobei eine Schaltung derart vorgesehen ist, daß dann, wenn die Brense angezogen
ist, titer einen Schalter, voruugsweise einen weiteren Transistor, der insbesondere
wiederum ein Feldeffekt-Transistor ein kann, entladen wird. Wird sodann nit den
Eingangsgeberpotentiometer
ein Signal in Richtung auf Heben oder Senken gegeben, so wird dieser genannte Unterbrecherschalters
über den der Kondensator entladen werden kann, unterbrochen und über einen anderen
Unterbrecherschalter, vorzugsweise ebenfalls einen Transistor, der zweckmäßigerweise
ebenfalls ein Feldeffekt-Transistor, ist, einerseits der Ausgang des erstgenannten,
vorzugsweise als MOS-FET ausgestalteten Feldeffekt-Transistors mit der Verstelleinrichtung
verbunden und andererseits der mit da Gate dieses Feldeffekt-Transistors verbundene
Kondensator über einen Widerstand aufgeladen, wobei dieser Kondensator zu dieser
Zweck über eine weiteren Unterbrecherschalter, vorzugsweise wiederum einen Transistor,
der zweckmäßigerweise wiederum ein Feldeffekt-Transistor ist, an Spannung gelegt
wird. Dadurch lädt sich der Kondensator auf und wird die Spannung an Gate des erstgenannten,
vorzugsweise als MOS-FET ausgestalteten, Feldeffekt-Transistors erhöht, so daß der
diesen durchfließende' zu der Verstelleinrichtung fließende Strom iit der zunehienden
ladung des Kondensators langsam ansteigt. Dieser Vorgang erfolgt solange, bis ein
Signal gegeben wird, welches bestätigt, daß der Förderstrom der Pulpe genau die
vorhandenen Lackverluste ausgleicht. Zu diesem Zeitpunkt wird dann der mit des Gate
des erstgenannten, vorzugsweise als MOS-FET ausgestalteten Feldeffekt-
Transistors
verbundene Kondensator von allen anderen Verbindungen gelöst, so daß die Ladung
dieses Kondensators konstant bleibt und damit der Durchflußstrom durch den erstgenannten,
vorzugsweise als MOS-FET ausgestalteten Feldeffekt-Transistors, konstant bleibt.
Dieser Wert wird dann als Grundeinstellung der Verstelleinrichtung zugeführt, so
daß die Verstelleinrichtung immer dann rui diesen, genau die Leckverluste ausgleichenden
Einstellwert der Pumpe steuert, wenn die Verstelleinrichtung nicht durch ein weiteres
Signal des Eingangsgeberpotentiometers derart übersteuert wird, daß das Hubwerk
hebt oder senkt.
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Das Drehmoment kann durch eine Drehmomentmeßeinrichtung an der Getriebeausgangswelle
gemessen werden, kann aber auch durch Messen der von der Last auf das Seil ausgeübten
Zugkraft festgelegt werden. Eine besonders einfache und zuserlässige Feststellung
des Drehmoments ist möglich durch Messen des Förderdrucks ii hydrostatischen Getriebe,
der dann, wenn der Motor des hydrostatischen Getriebes ein Konstantiotor ist und
kein Stufenschaltgetriebe nachgeschaltet ist, proportional den von der Last ausgeübten
Drehioient an der Getriebeabtriebswelle ist. Ist noch ein Stufenschaltgetriebe nachgeschaltet
oder ist der Hydromotor zeinerseits verstellbar, so muß der Getriebedruck entsprechend
der geänderten Übersetzung zwischen Getriebedruck und
Hubwindenwelle
entsprechend umgewertet werden.
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Gemäß einer Weiterausgestaltung der Erfindung ist zwischen den Eingangsgeberpotentiometer
und die Schalt logik ein durch Schaltglied geschaltet welches ein
von Eingangsgeberpotentiometer ausgehenden, ein Heben der Last bewirkendes Signal
nur dann an die Schalt logik weitergegeben wird, wenn nicht in dieses Schaltglied
ein weiteres Signal eingegeben wird, welches besagt, daß die obere Endlage erreicht
ist oder das höchstzulässige Lastmoment, das sich aus der Masse der Last und dem
Abstand von einer Bezugsachse ergibt, überschritten ist. Ferner läßt dieses Schaltglied
ein vom Eingangsgeberpotentiometer gegebenes, ein Senken bewirkendes Signal nur
dann zur Schaltlogik durch, wenn nicht auf dieses Schaltglied ein weiteres Signal
einwirkt, welches anzeigt, daß die untere Endlage erreicht, d. h. , das Seil in
größtzulässigem Maße abgespult ist. Dieses Schaltglied wird ii folgenden als "Exklusiv
-oder"-Schaltung bezeichnet.
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Während die Hochlaufschaltung sichert, daß dann, wenn auf Stillstand
der Last geschaltet ist, auch tatsächlich ein Stillstand erzielt wird, weil die
Pumpe des Getriebes genau in die Stellung eingesteuert wird, in der die Leckölverluste
ausgeglichen
werden und folglich die Bremse genau bei Stillstand der Last angelegt werden kann,
ist eine Weiterausgestaltung der Erfindung darauf gerichtet, zu sichern, daß die
Bremse nur dann gelöst wird, wenn im Getriebe derjenige Druck aufgebaut ist, der
genau der Last
das Gleichgewicht hält, d. h., wenn die Pumpe genau auf solche Förderlage eingestellt
ist, daß die unter dieser Last auftretenden Leckverluste ausgeglichen werden, wobei
zu berücksichtigen ist, daß bei angezogener Bremse an der Abtriebswelle des Getriebes
kein Drehmoment liegt, da die Bremse die Last abstützt. Zu diesem Zweck ist gemäß
der Weiterausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß das vom Drehmoment abhängige
Signal außer der Schaltlogik eines Drehmomentsignalspeicher zufließt, dessen Ausgang
sowohl mit der Schaltlogik als auch iit der Hochlaufschaltung verbunden ist und
der den Befehl zum Speichern des erreichten Wertes von der Schaltlogik erhält. Wird
beispielsweise in der erwähnten Weise das Drehmoment durch Messen des Druckes festgestellt,
so ist die Druckmeßeinrichtung, die ein den Druck proportlonales, elektrisches Signal
abgibt, einerseits mit der Schaltlogik, andererseits unmittelbar mit dem Drehmomentsignalspeicher
verbunden, so daß dieser Wert unmittelbar den Drehmomentsignalspeicher zugeführt
wird. Dieser Drehmomentsignalspeicher vergleicht das gegebene Eingangssignal
und
den tatsächlichen Iinstellwert und bildet im Grunde einen Regelkreis. Der Aufbau
dieses Drehmomentsignalspeichers ist im Prinzip sehr ähnlich dem vorstehend beschreibenen
Aufbau der Hochlaufschaltung, wobei jedoch bei den Drehmomentsignalspeicher der
Kondensator nicht nur aufgeladen, sondern auch abhängig von dem Drucksignal gegebenenfalls
entladen wird und wobei dieser Drehmomentspeicher derart geschaltet ist, daß er
den Speicherwert solange anhilt, wie die Bremse angezogen ist, d.h. genau während
der Betriebsphase, in der der Speicher in der Hochlaufsschaltung gelöscht ist. Ist
zum Beispiel die Bremse bei as Haken hängender last angezogen worden, so speichert
der Drehmomentsignalspeicher dasjenige Signal, das den Druck in der Getriebeförderleitung
entspricht, der Aber den Hydromotor und gegebenenfalls ein Vorgelege.
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getriebe der Last das Gleichgewicht hält. D. h. ein Signal, das der
an Haken hängenden laut umgerechnet in Druck engt.
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spricht. Der Drehmomentsignalspeicher hält dieses Signal gespeichert,
bis die Bremse gelöst wird. D. h. der Drehromentsignalspeicher hält den Wert während
dem Betriebszustandes, bei dem die Bremse angelegt ist, gespeichert, während der
Speicher in der Hochlaufschaltung in die Betriebszustand dos Hubwerkes gelöscht
ist. Das von Druck abhängige Signal wird in der Schaltlogik ausgewertet. Der Druck
in der Förderleitung des Getriebes wird mit den
Drucksignal verglichen.
Der Druck im Getriebe ist abhängig von dem von der Pumpe erzeugten Förderstrom,
also von der Ausschwenklage der Pumpe und der bein Austreten des Lack.
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Öls auftretenden Drosselung. Ist das vomn Druck in der Förderleitung
abhängige Signal gleich dem gespeicherten signal, wird das we@ tere Hochlaufen der
Hochlaufschaltung gestoppt, d. h. die Puppe nicht weiter über die Hochlaufschaltung
ausgeschwenkt, sondern dann zunächst die Bremse gelost und erst dann das weitere
Aussteuern der Pumpe über den Rampenbildner freigegeben. Ist die Last abgestellt
worden. so ist, um das Seil zu entstrammen, in letzten Augenblick vor Einfallen
der Bremse ohne Last am lasthaken abgesenkt worden und wird also der dem Leerhaken
enttpre-Signal 1 chende Wert im Drehmomentspeicher gespeichert und entsprechend
beim nächsten Anheben wieder angefahren mit der Einstellung, die dem Leerhaken entspricht.
Strümmt sich dann das Seil und hebt die Last an, so wird der entsprechende Wert
in der Hochlauischaltung gespeichert.
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Von der Hochlaufschaltung wird also der Verstelleinrichtung der Pulpe
ein Wert vorgegeben. der genau die Lechkölverluste ausgleicht. Dieser Wert wird
mit einer durch die Ladegeschwindigkeit des Kondensators vorbestimmten Geschwindigkeit
angesteuert. Ist dieser Wert erreicht, ist der Eingangsgeberpotentloxeter
unter
Daständen willkürlich schon in eine Lage für höhere Hubgeschwindigkeit verstellt
worden. Um zu vermeidon, daß nun die Pumpe itt zu großer Geschwindigkeit in diese
vom Eingangsgeberpotentiometer vorbestimmte Lage fährt, ist gemäß einer Weiterausgestaltung
der Erfindung vorgesehen, daß vor die Verstelleinrichtung des Getriebes ein Rampenbildner
gestaltet
ist, der die Verstellgeschwindigkeit begrenzt, so daß die Last iit einer vorgegebenen
Benchleunigung auf die durch den eingangseberpotentiometer vorgegebene Hubgeschwindigkeit
gesteuert wird. Von der Schaltlogik aus gesteuert, können Relais geschaltet werden,
von dessen eines die Hochlaufschaltung mit der Verstelleinrichtung und eines den
genannten Rampenbildner iit der Verstelleinrichtung verbindet, wobei zunächst die
Hochlaufschaltung mit der Verstelleinrichtung verbunden wird und dann, wenn die
Hochlaufschaltung ausgesteuert ist, auch der Rampenbildner mit der Verstelleinrichtung
verbunden ist zweckmäßigerweise erhält eine Schaltlogik von der Bremse ein Rückmeldesignal
über den Betriebszustand der Bremse, damit gesichert ist, daß das Signal zum Anziehen
der Bremse oder zum lösen der Bremse auch ausgeführt ist, wenn die entsprechenden
Folgeschaltungen angesteuert werden.
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Zweckmäßigerweise wird das Signal des Rampenbildners wiederum der
Schaltlogik zugesteuert, und zwar vorteilhafterweise wiederum über eine "Exklusiv
- oder"-Schaltung.
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In einer vorteilhaften Weiterausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
daß zwischen Eingangsgeberpotentiometer und Verstelle inr ichtung, zweckmäßigerweise
zwischen Eingangsgeberpotentiometer und Rampenbildner ein Leistungsbegrenzer oder
Leistungsregler geschaltet ist. Bei einem solchen Leistungsegler kann ein vom übertragenen
Drehmoment abhängiges Signal eine Spannung sein, die auf das Gate eines Feldeffekt-Transistors
gelegt ist. wobei die Charakteristik dieses Feldeffekt-Transistors derart gewählt
ist, daß der diesen durchfließende Strom multipliziert mit der Drehmomentsignalspannung
einen zumindest annähernd konstanten Wert und damit die hyperbolische Kennung für
konstante Leistung ergibt, wobei die Verstelleinrichtung dem Getriebe eine von der
dem Feldeffekt-Transistor durchfließenden Strom abhängige Einstellung gibt. Bei
einem Leistungsbegrenzer kann dabei zwischen dem Feldeffekt-Transistor und die Verstelleinrichtung
eine die gewünschte Leistung bestimmte Spannung willkürlich einspeisbar sein, wobei
dann das Endsignal durch die vorgenannte Einrichtung begrenzt ist. Ein solcher Leistungsregler
oder Leistungsbegrenzer kann wiederum einen MOS-Fledeffekt-Transistor enthalten,
dessen Ausgang an eine Leitung oder vorgegebener gelegt ist, die an eine Spannungsquelle
konstanter Spannung über einen Widerstand gelegt ist und su ein Verstärker führt,
der zur Verstelleinrichtung führt, wobei das Gate des Leistungsreglers ein drehmomentabhängiges
Signal erhält. Ein
solcher Leistungsregler hat den Vorteil, daß
unabhängig von der Leistung, auf die eingeregelt wird, am Eingangsgeberpotentometer
der volle Verstellung zum Steuern zur Verfügung steht, d. h., umso größere Last
gehoben wird, umso feinfühliger ist die Steuerung, weil bei größerer Last schon
bei einer kleineren Geschwindigkeit die höchst; zulässige Leistung erreicht wird,
so daß also diese kleinere Geschwindigkeit die bei dieser Last höchstzulässige Endgeschwindigkeit
ist, die abedr mit vollem Eingangsgeberpotentiometerweg angesteuert werden kann.
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In der Zeichnung sind Schaltschemata dargestellt, anhand deren die
Erfindung in wo iteren erläutert wird.
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Figur 1 zeigt ein Blockschaltbild zu der gesamten Steuerung des symbolisch
angedeuteten Hubwerks, Figur 2 zeigt ein Schaltschema zu der Hochlaufschaltung,
Figur 3 zeigt ein Schaltschema m eine Leistungsbegrenzer.
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1 ist ein willk(lrlich betätigbarer Geberpotentiometer, durch den
das Hubwerk gesteuert worden soll. Die Last 2 hängt an eine s.il 3, das über eine
Umlenkrolle 4 geführt ist und auf der Hubwindentrommel 5 aufgespult werden kann,
die von dem Hydromotor 6 über ein starres Vorgelegegetriebe 7 angetrieben wird.
Der Hydromotor wird über die beiden
Leitungen 8 und 9 in geschlossenem
Kreislauf von der Hydropumpe 10 beaufschlagt, die durch einen Elektromotor 11 angetrieben
wird. auf der in das Vorgelege 7 führenden Welle 60 des Hydromotors 6 ist eine Bremse
12 angeordnet. Das Ausgangssignal des Eingangsgeberpotentiometers 1 fließt über
eine Leitung 13 zu der Exklusiv - oder"-Schaltung 14, in die weiterhin über die
Leitungen 15 und 16 Signale gegeben worden. Die Leitung 15 führt zu einer Meßdose
an der Lagerung der Rolle 4 und dient zur Messung der Größe der Last 2.
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Wird über die Leitung 15 in die Schaltung 14 ein Signal gegeben, welches
feststellt, daß die Last 2 schwerer ist als zulässig, so wird durch die Schaltung
14 kein Signal, welches ein Heben bewirken würde, weitergegeben. Die Leitung 16
führt zu einem Endlagentaster 17 an der Hubwindentrommel 5 und gibt ein Signal,
wenn das Seil in höchstzulässigem Maße abgespult ist oder in höchstzulässigem Maße
auf der Trommel aufgespult ist. Entsprechend gibt die Schaltung in kein Signal,
welches Heben bewirken würde, weiter, wenn das Seil 3 bis zur Endlage aufgespult
ist und gibt kein Signal in Richtung "Senken" weiter, wenn das Seil in höchstzulässigem
as.
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abgespult ist.
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Von der Schaltung 14 wird über die Leitung 18 das Signal zu der Schaltlogik
19 weitergeleitet, an die außer der Leitung 18 die Leitungen 20 bis 28 angeschlossen
sind0 Die Leitung 25
führt das vom Eingangsgeberpotentiometer 1
über die Leitung 13 und die Leitung 18 kommende Signal zu der Hochlaufschaltung
29, deren prinzipieller Aufbau in Figur 2 dargestellt ist. Die Leitung 26 beeinflußt
ein Relais, welches den Kontakt 30 steuert, der in der Leitung 31 liegt, die zu
dem strom-gekoppelten Verstärker 32 führt, dessen Ausgang über die Leitung 33 an
die Servoventilverstelleinrichtung 34 fließt, die die Pumpe 10 verstellt. Der Verstärker
32 ist weiterhin an einen Rechteckgenerator 35 angeschlossen.
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Die Leitung 27 führt zu einen Relais, das einen Schalter 36 schaltet,
der in geschlossenen Zustand das Ausgangssignal des Eingangsgeberpotentiometers
1 über die Leitung 37 unmittelbar an den Rampenbildner 38 gibt, dessen Ausgangssignal
über die Leitung 39 wiederum dem stromgekoppelten Verstärker 32 zufließt.
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In der Druckmeßdose 40 wird der Druck in der jeweiligen Förderleitung
der beiden Leitungen 8 oder 9 in ein elektrie sches Signal umgesetzt, das über die
Leitung 41 und die Leitung 42 dem Drehmomentsignalspeicher 43 zugeleitet wird, andererseits
aber auch über die Leitung 22 der Schalt logik 19 zugeleitet wird.
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Die von der Schalt logik 19 ausgehende Leitung 20 führt zu einer Bremsansteuereinrichtung
44, die über die Leitung 45 das Anlegen oder lösen der Bremse 12 steuert. Der jeweilige
Zustand der Bremse 12, d. h., ob die Bremse 12 gelöst ist oder angelegt ist, wird
über die Leitung 21 der Schaltlogik 19 zurückgemeldet.
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Zwischen die Leitung 41 und die Leitungen 22 und 42 kann noch ein
Meßverstärker 47 geschaltet sein.
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In die Leitung 13 kann noch eine Schaltstufe 48 geschaltet sein. Von
der Leitung 39 zweigt eine Leitung 49 ab, in die eine Schaltstufe 50 geschaltet
sein kann, die über eine der "Exklusiv - oder"-Schaltung 14 entsprechende, nur für
das Abschalten wichtige Schaltung 51 zur Leitung 28 führt und über diese ein Signal
in die Schaltlogik 19 gibt.
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An der durch den Pfeil 53 gekennmzeichneten Stelle kann in die Leitung
37 noch ein Leistungsbegrenzer oder Leisutngsregler, dessen prizipieller Aufbau
in Figur 3 dargestellt ist, geschaltet sein.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Durch Auslenken des Geber.
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potentiopmeter 1 um einen Mindestens wird die Schaltstufe 48
angesteuert,
die in Schaltsignal in Abhängigkeit von der Ausschwenkrichutng des Geberpotentiometers
1, d. h. in Abhängigkeit davon, ob auf Heben oder auf Senken geschaltot wird, abgibt.
Dieses Signal wird in die Schaltung 14 gegeben, in der jeweils beide Signale gleiches
Vorzeichen haben müssen. nird der Geberpotentiometer 1 in Richtung "Heben"geschaltet,
so wird durch die Schaltung 14 kein Signal weitergegeben. wenn durch die Leitung
16 das Signal kommt, "obere Endlage erreicht" oder durch die Leitung 15 das Signal
kot, daß die Last 2 schwerer ist als zulässig. Entsprechend wird durch die Schaltung
14 kein Signal weitergegeben, wenn der Geberpotentiometer 1 auf Senken geschaltet
ist und durch die Leitung 16 das Signal untere Endlage erreicht" kommt.
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Das durch die Leitung 18 an die Schalt logik 19 weitergegebene Signal
wirkt auf die den MOS-FET T3 (Figur 2) enthaltende Hochlaufschaltung 29. Dabei wird
die Kondensator C1 aufgeladen. Desto stärker der Kondensator C1 aufgeladen wird,
desto stärker wird der Strom, der durch den Transistor T3 flieBt, und über den Schalter
30 bzw. Transistor T4 den Verstärker 32 zufließt. Diese zunehmende Ansteuerung der
Pumpenverstelleinrichtung geschieht solange, bis der Druck in der Leitung 9 in der
Leitung 41 einen Wert ergibt, der ii Analogspeicher gespeichert ist. Ist dieser
Druck und
damit dieser Signalwert erreicht, kippt ein Verstärker
um, sperrt eine weitere Aufladung des Kondensators Cl der Hochlaufschaltung 29,
gleichzeitig wird über die Leitung 20 ein Signal gegeben, so daß über die Bremsansteuerung
44 und die Leitung 45 die Bremse 12 gelöst wird. Ist die Bremse 12 gelöst, so wird
das Signal des Eingangsgeberpotentiometers 1 über den Schalter 36 auf den Rampenbildner
38 geschaltet, der aus den bein Schließen des Schalters 36 sprunghaften Anstieg
in der Leitung 37 einen linearen Anstieg bis zum Erreichen des Eingangssignales
nacht, d. h. solange ein stetiges Ansteigen mit vorbestimmter Ansteigegshcwindigkeit
ergibt, bis die Signal in den Leitungen 37 und 39 gleich sind. Während vor dem Schließen
des Schalters 36 die Pumpe 10 über die Hochlaufschaltung 29 in eine Lage verstellt
war, in der sie genau die Leckölverluste ausgleicht, wird sie nun durch den Rampenbildner
38 bis in die Lage verstellt, die die den Eingangsgeberpotentiometer 31 gegebenen
Stellung ent spricht und dadurch die Last nit der vorbestimmten Geschwindigkeit
gewegt.
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Bis der Schalter 36 schaltet, ist der Strom, der durch die Hochlaufschaltung
29,geseuert durch den Transistor T3,zu den Verstärker 32 fließt, genau entsprechend
den Strom, der erforderlich ist, um die Pumpe 10 in die Lage zu verstellen, in der
genau das Lecköl ausgeglichen wird. Da der Kondensator
C1 am hochohmigen
Gateanschluß des Feldeffekt-Transistors C 3 liegt, geht dann, wenn die Transistoren
T2 und T1 gesperrt sind, die Ladung des Kondensators C1 so langsam verloren, daß
dieser Verlust in der für den Betrieb in Frage kommenden Zeit außer Betracht bleiben
kann.
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Ist eine entsprechende Zeitlang gehoben oder gesenkt worden und wird
danach der Hebel des Eingangsgeberpüotentiometers 1 wieder in die Nullstellung gebracht,
so läuft die Pumpe auf die durch die Hochlaufschaltung 29 gespeicherte Stellung
zurück, wobei die Rücklaufgeschwindigkeit durch den Rampenbildner 38 begrenzt wird,
wenn der Hebel 1 am Eingangsgeberpotentiometer schneller verstellt worden ist als
der durch den Raipenbildner 38 gegebenen Geschwindigkeit entspricht.
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Ist der Rampenbildner 38 auf Null zurückgelaufen, gibt die Schaltstufe
50 ein Signal ab, welches über die Schaltlogik 19 an die Bremsenansteuerung 44 weitergegeben
wird, so daß die Bremse 12 anliegt. Sobald die Bremse 12 angelegt hat, wird der
in Analogspeicher der Hochlaufschaltung gespeicherte Wert gelöscht, so daß die Pumpe
10 in ihre Nullstellung zurückgeht.
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Ist in die Leitung 37 vor oder hinter dem Schalter 36, vorzugsweise
an der durch den Pfeil 53 gekennzeichneten Stelle,ein Leistungsbegrenzer oder Leistungsregler
eingebaut, wird das Signal des Eingangsgeberpotentioseters 1 noch durch diesen begrenzt,
der
vom Arbeitsdruck gesteuert die Einstellung der Pumpe auf ein größeres Fördervolumen
der Pumpe derart begrenzt, daß keine Überbelastung der Antriebsmaschine 11 auftritt,
bzw. ii Falle des Loistungsreglers genau den Ausschwenkwinkel der Pumpe auf den
der Größe der Last 2 entsprechenden Wert einregelt, so daß eine bestimmte Leistung
im Getriebe 6, 8, 9, 10 übertragen wird.
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Da der Elektromotor 11 kurzfristig
überlastet werden kann, braucht an solche Leistungsreglung keine extrem hohe Anforderung
gestellt werden. Ein Schaltschema zu solchen Leistungsregler ist in Figur 3 dargestellt.
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Ist anstelle des starren Vorgeleges 7 ein Stufenschaltgetriebe angeordnet,
um höhere Leerhakengeschwindigkeiten erreichen ru können bzw höhere Geschwindigkeiten
bei kleiner Last erreichen m kennen, muß bei der Auswertung der Signale, wenn das
Drehmoment vor oder an der Eingangswelle des Stufenschaltgetriebes gemessen wird,
der Studensprung berücksichtigt werden. Das kann durch einen schaltbaren Spannungsteiler
im Eingang des Drehmomentwertspeichers 43 geschehen und durch eine entsprechende
Verstärkerstufe am
Ausgang dieses Drehmoientsignalspeichers. Dadurch
wird von diesem Drehmomentsignalspeicher 43 immer nur derjenige Wert gespeichert,
der bein Betrieb mit der größten Getriebeschaltstufe entstehen würde, und wird zur
Anpassung dieser Wert entsprechend umgerechnet.
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Über die Leitung 15 wird ein Signal gegeben, wenn die Größe der Last
einen bestimmten Grenzwert überschreitet.
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t;ber die Leitung 41 wird ein den Druck und damit bei nicht angezogener
Bremse der Last analoges Signal stetig gegeben.
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Patent ansprüche :