DE3838058A1 - Antriebsueberwachung einer antriebskette - Google Patents
Antriebsueberwachung einer antriebsketteInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Antriebsüberwachung einer Triebwerkskette
von einem Motor über Getriebe, Welle, Kupplung oder dergleichen zu einem
Lastangriffspunkt, z.B. einer Seiltrommel.
Bei derartigen Antriebsketten verläuft im Antriebsfall der Kraft- und
Leistungsfluß vom Motor zur Last. Im Bremsfall treibt die Last und der
Kraft- und Leistungsfluß kehrt sich um, so daß der Motor oder seine
Bremse Energie aufnehmen muß. Falls die beschriebene Triebwerkskette
zwischen Last und Motor bzw. Last und Bremse unterbrochen wird, bewegt
sich die Last unkontrolliert. In vielen Fällen, insbesondere bei
Hubwerken, entsteht dadurch ein gefährlicher Zustand, der möglichst früh
erkannt und angezeigt werden soll.
Den Seiltrommeln von Hubwerken werden oftmals Sicherheitsbremsen
zugeordnet, wie sie durch die DE-PS 31 37 523 bekannt sind. Diese
sprechen aber erst bei stark überhöhter Drehzahl an und führen beim
anschließenden Abbremsen zu einer starken Beanspruchung der
Tragkonstruktion.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Sicherheitseinrichtung so zu
gestalten, daß sie den Kraftfluß zwischen der An- und der Abtriebseite
bzw. Brems- und Abtriebsseite einer Triebwerkskette überwacht und bei
unterbrochenem Kraftfluß diesen Zustand möglichst frühzeitig erkennt und
sofort das Einfallen der Bremse bewirkt. Diese Aufgabe wird dadurch
gelöst, daß an der Welle vom Motor zu seiner Betriebsbremse ein erster
rotatorischer Impulsgeber angeordnet ist, der mit einem zweiten
rotatorischen Impulsgeber am Lastangriffspunkt über eine
Überwachungslogik verbunden ist, die bei Impulsdifferenz die Bremse am
Lastangriffspunkt wirksam werden läßt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung
bewirkt das Einfallen der Bremse schon bei geringsten
Drehzahlabweichungen und verhindert damit schlagartige
Überbeanspruchungen beim Abbremsen der zuvor beschleunigten Last.
Die Überwachungslogik enthält den Impulsgebern zugeordnete, mit
Zifferneinstellern versehene Impulszähler, die an einen
Flipp-Flopp-Speicher angeschlossen sind, der über ein Relais und eine
Auslöseleitung mit einem Lüftmagneten der vorzugsweise von einer
Feder beaufschlagten Bremse der Trommel verbunden ist.
Die Impulse der Impulsgeber werden von der Überwachungslogik mit
mindestens einem voreinstellbaren Impulszähler ausgewertet, wobei die
Impulse des Gebers auf der Abtriebsseite als Synchronisiersignale für
den voreinstellbaren Impulszähler wirken, so daß mit jedem
Synchronisierimpuls der voreinstellbare Zähler mit seinem Anfangswert
geladen wird und zwischen zwei Synchronisierimpulsen die Impulse des
Gebers auf der Antriebsseite den geladenen Anfangswert fortlaufend
dekrementieren. Zwischen zwei Synchronisierimpulsen wird erfaßt, ob ein
bestimmter Grenzwert des Zählers erreicht wird und dadurch
festgestellt, ob die Triebwerkskette unterbrochen ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und im folgenden erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch die Anordnung einer Triebwerkskette für ein
Seilhubwerk,
Fig. 2 Die Elemente der Überwachungslogik aus Fig. 1.
Der Motor 3 treibt über seine Welle 2 ein Getriebe 7 und wird über die
Betriebsbremse 4 auf gleicher Welle gebremst. Über das Getriebe 7 wird
die Seiltrommel 8 angetrieben, so daß die Last entsprechend der
Drehrichtung des Motors gehoben oder gesenkt wird. Bei nicht
unterbrochener Triebwerkskette haben die Drehzahlen von Trommelwelle 6
und Motorwelle 2 ein festes Verhältnis, das durch die
Getriebeübersetzung bestimmt wird. Bei einer Unterbrechung der
Triebwerkskette, z.B. durch Getriebebruch, gilt diese feste
Drehzahlabhängigkeit nicht mehr, so daß sich je nach Lastverhältnissen
sehr schnelle Drehzahlveränderungen ergeben. Die Impulsgeber auf der
Antriebsseite und der Abtriebsseite liefern drehzahlproportionale
Impulsfrequenzen. Das Verhältnis der Impulsfrequenzen ergibt sich aus
der Anzahl der Geberimpulse je Umdrehung der Motorwelle bzw. der
Trommelwelle und dem Übersetzungsverhältnis des Getriebes nach folender
Formel:
fm/fr = (nm/nr) × i
wobei fm die Impulsfrequenz des Gebers 1 auf der Motorwelle und fr
die Impulsfrequenz des Gebers 5 auf der Trommelwelle sind. nm und nr
sind dabei die Anzahl der Geberimpulse je Wellenumdrehung und i die
Getriebeübersetzung. Das Verhältnis der Impulsfrequenzen ist somit
proportional zur Getriebeübersetzung und für den Sonderfall, daß beide
Geber je Umdrehung die gleiche Anzahl Impulse erzeugen, gleich i. Die
Impulse der Geber 1 und 5 werden der Überwachungslogik 10 über
Impulsleitungen 17 und 18 mitgeteilt.
Mit der erfindungsgemäßen Überwachungslogik 10 wird das Verhältnis von
Motordrehzahl und Trommeldrehzahl aus den Geberimpulsen bestimmt und mit
dem bekannten Übersetzungsverhältnis i verglichen. Fig. 2 zeigt eine
entsprechend aufgebaute Überwachungslogik 10, die bei Impulsabweichung
über eine Auslöseleitung 19 das Einfallen der Bremse 9 der Trommel 8
bewirkt.
Die Impulse des Motorimpulsgebers 1 werden in zwei Impulszählern 11 und
12 gezählt. Die Impulszähler sind vorzugsweise Abwärtszähler. Sie
dekrementieren den Anfangszählerstand, der vom Eingang ZE übernommen
wird und mit den Zifferneinstellern 13 und 14 eingestellt werden kann.
Die Impulse des Trommelimpulsgebers 5 synchronisieren und steuern die
Übernahme des Anfangszählerstandes über die Eingänge S der Impulszähler,
so daß zwischen zwei Impulsen des Trommelimpulsgebers 5 der Impuls des
Anfangszählerstand der beiden Impulszähler um die Anzahl der
Motorimpulsgeber dekrementiert wird. Die Impulszähler haben je einen
Übertragsausgang ü, der bei Unterschreiten des Zählerstandes Null
umschaltet und so den "Zählerüberlauf" anzeigt.
Wegen des bereits beschriebenen festen Verhältnisses der
Impulsfrequenzen fm und fr bei gegebener Getriebeübersetzung i wird
zwischen zwei Impulsen des Trommelimpulsgebers 5 stets eine
gleichbleibende Zahl von Impulsen des Motorimpulsgebers die
Anfangszählerstände der Impulszähler 11, 12 dekrementieren.
Erfindungsgemäß werden die Anfangszählerstände 13 und 14 so gewählt, daß
für das vorhandene Übersetzungsverhältnis i der erste Impulszähler 11
den Zählerüberlauf gerade nicht erreicht und sodann für den zweiten
Impulszähler 12 der Anfangszählerstand kleiner eingestellt, so daß zum
Zeitpunkt des nächsten Trommelimpulses der Zählerüberlauf stets erreicht
ist. Der Zustand der Übertragsausgänge ü der beiden Impulszähler 11 und
12 zum Zeitpunkt eines Trommelimpulses zeigt an, ob seit dem letzten
Trommelimpuls die mit dem Zifferneinsteller 13 eingestellte Zahl an
Impulsen überschritten und die mit dem Zifferneinsteller 14 eingestellte
Zahl an Impulsen des Motorimpulsgebers 1 erreicht wurde.
Bei nicht unterbrochener Triebwerkskette darf der erste Impulszähler 11
nicht überlaufen und muß der zweite Impulszähler 12 stets überlaufen.
Die Überwachung dieses störungsfreien Zustandes geschieht mit einem
Flipp-Flopp-Speicher 15, der mit jedem Impuls des Trommelimpulsgebers 5
den Zustand der Übertragungsausgänge der beiden Impulszähler erfaßt und
im nicht störungsfreien Zustand das Relais 16 abschaltet, so daß der
zugehörige Ausgangskontakt öffnet und den Stromkreis des Lüftmagneten 20
der von einer Feder 21 beaufschlagten Bremse 9 der Trommel 8
unterbricht.
Für den Fall, daß die Impulsgeber 1 und 5 gleiche Impulszahl je
Umdrehung erzeugen, wird der erste Zifferneinsteller 13 auf einen
ganzzahligen Wert i + X und der Zifferneinsteller 14 auf einen
ganzzahligen Wert i + X eingestellt. Der Wert X wird zweckmäßigerweise so
gewählt, daß Torsionsschwingungen infolge der Federwirkung der
Triebwerkskette die Störungsüberwachung nicht auslösen.
Eine einfache Ausführung der Antriebsüberwachung bei der der
Impulszähler 11 und der zugehörige Zifferneinsteller 19 entfallen, ist
möglich. Bei dieser Ausführung spricht die Überwachung nur dann an,
wenn das Verhältnis von Antriebsdrehzahl zu Abtriebsdrehzahl kleiner
als das eingestellte Verhältnis ist, d.h. die Trommel z.B. wegen
Getriebebruch zu schnell dreht und dadurch die mit dem
Zifferneinsteller 14 eingestellte Impulszahl nicht erreicht wird.
Es können auch Geber mit unterschiedlichen Impulszahlen verwendet werden
oder ander Werte X gewählt werden, um eine optimale Anpassung an
bestimmte Triebwerkskonfigurationen zu erreichen.
Claims (3)
1. Antriebsüberwachung einer Antriebskette von einem Motor über
Wellen, Getriebe, Kupplung oder dergleichen zu einer Bremse am
Lastangriffspunkt, z. B. einer Seiltrommel,
dadurch gekennzeichnet,
daß an der Welle (2) von dem Motor (3) zu einer Betriebsbremse (4)
ein erster rotatorischer Impulsgeber (1) angeordnet ist, der mit
einem zweiten rotatorischen Impulsgeber (5) am Lastangriffspunkt
(8) über eine Überwachungslogik (10) verbunden ist, die bei
Impulsdifferenz die Bremse (9) am Lastangriffspunkt (8).
einschaltet.
2. Antriebsüberwachung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Überwachungslogik (10) einen von einem Zifferneinsteller
(14) einstellbaren Impulszähler (12) des Impulsgebers (1) hat und
daß der Impulszähler (12) an einem Flipp-Flopp-Speicher (15)
angeschlossen ist, der über ein Relais (16) und eine Auslöseleitung
(19) mit einem Lüftmagneten (20) der von einer Feder (21)
beaufschlagten Bremse (9) der Trommel (8) verbunden ist.
3. Antriebsüberwachung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Überwachungslogik (10) einen von einem Zifferneinsteller
(13) voreinstellbaren Impulszähler (11) des Impulsgebers (5) und
einen weiteren, von einem Zifferneinsteller (14) einstellbaren
Impulszähler (12) des Impulsgebers (1) hat, und daß die
Impulszähler (11, 12) an einem Flipp-Flopp-Speicher (15)
angeschlossen sind, der über ein Relais (16) und eine
Auslöseleitung (19) mit einem Lüftmagneten (20) der von einer Feder
(21) beaufschlagten Bremse (9) der Trommel (8) verbunden ist.
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