DE1413849A1

DE1413849A1 - Steuerung fuer Elektromotoren

Info

Publication number: DE1413849A1
Application number: DE19621413849
Authority: DE
Inventors: Stone David W
Original assignee: Harnischfeger Corp
Current assignee: Harnischfeger Corp
Priority date: 1961-09-01
Filing date: 1962-08-30
Publication date: 1968-10-10
Also published as: US3199008A; DE1413849B2; GB981099A

Description

P U 13 849.9 , 10.1ULU968

Steuerung für Elektromotoren

Die Erfindung betrifft eine Steuerung für Elektromotoren.

Obwohl die erfindungsgemäße Steuerung für Elektromotoren im folgenden in Verbindung mit der zusammengefaßten Steuerung der Absolut- und Relativges-chwindigkeit von zwei Elektromotoren beschrieben ist, welche die Winde für das T_ragseil und die Winde für das Zugseil eines verfahrbaren Zweiseitgreifers antreiben, ist die Erfindung nicht auf diesen Anwendungszweck beschränkt, sondern kann überall dort verwendet werden, wo die Geschwindigkeit von zwei Elektromotoren aufeinander abgestimmt gesteuert werden soll.

Bisher wurden das Zug- und das Tragseil von Krangreifern usw. durch getrennt gesteuerte Motore angetrieben. Demgemäß mußte der Kranführer verschiedene Steuerhebel betätigen. Erfindungsgemäß ist jedoch ein einziger Steuerhebel oder -knüppel mit einer Verbundsteuerung für den Tragseil- und den Zugseilmotor verbunden, der wahlweise· so gehandhabt werden kann, daß er den einen oder den anderen Motorregler oder beide Motorregler gleichzeitig

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betätigt. Dadurch wird die Handhabung der erfindungsgemäßen Steuerung wesentlich einfacher, als dies bei bisher im Handel erhältlichen Steuereinrichtungen möglich war, so daß der Kranführer die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung in wesentlich kürzerer Z_eit erfassen und ausnutzen kann, als dies bisher möglich war.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung haben die beiden wahlweise mit gleicher oder verschiedener Geschwindigkeit zu betreibenden Motore jeder seinen eigenen Speisekreis. Die an den Steuerhebel angeschlossenen Motorregler weisen Stellgeneratoren auf, deren Ausgänge den Speiselspmsßn Steuersignale zuführen. Das Signal des einen Stellgenerators beeinflußt beide Motoren und steuert die Absolutgeschwindigkeit derselben gleichmäßig, während das vom anderen Generator erzeugte Signal einen aufteilenden bzw. nicht-gleichmäßigen Einfluß auf die beiden Motore hat und deren Relativgeschwindigkeit steuert.

Im folgenden sind zwei Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Bei der einen Ausführumgsform wird das vom zweitgenannten Generator erzeugte Signal gleichzeitig beiden Erregerkreisen aufgeprägt und wirkt auf diese Kreise jeweils im entgegengesetzten Sinn, während bei

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der anderen Ausführungsform das vom zweitgenannten Generator erzeugte Signal nur dem einen der "beiden Erregerkreise aufgeprägt wird.

Demgemäß "betrifft die Erfindung eine Steuervorrichtung, die gekennzeichnet ist durch zwei Rotoren aufweisende'Signalgeneratoren, einen gemeinsamen Steuerhebel und eine Einrichtung zum Übertragen der Hebelbewegung auf den einen oder den anderen oder gleichzeitig auf beide Rotoren.

Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Steuerung der Absolut- und Relativgeschwindigkeit von zwei Elektromotoren, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie zwei Stromkreise zur Erregung von zwei getrennten Motoren und zwei Quellen für Stelisignalspannungen für diese Kreise aufweist und die Steuerkreise mit Einrichtungen zur praktisch gleichmäßigen Beeinflussung der Absolutgeschwindigkeiten der beiden Motoren in Abhängigkeit des von der'ersten Stellsignalquelle erhaltenen Signals und zur Beinflussung der Relativgeschwindigkeit der Rotoren in Abhängigkeit des von der zweiten Stell- ' signalquelle empfangenen Signals versehen sind.

Schließlich' betrifft"die Erfindung auch noch eine Steuerung für einen Kran mit einem G-reifer und einem Trag-

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und einem Zugseil, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie die Absolut- und Relativgeschwindigkeiten dieser Seile steuert und einen Steuerknüppel, zwei durch die Bewegung dieses Knüppels gesteuerte G-eneratoren, einen Motor für jedes Seil und auf die Stellgeneratoren ansprechende Speisekreise für. die Motoren zu deren Erregung aufweist, der Steuerknüppel einem Quer-Hauptbewegungsachsen aufweisenden B_ewegungsdiagramm zu folgen vermag, in welchem er sich universell bewegen kann, und Verbindungen zur Übertragung der Knüppelbewegung auf die Generatoren vorgesehen sind, die diese Bewegung auf den einen Generator übertragen,wenn der Knüppel längs der einen Achse bewegt wird, und diese Bewegung auf den anderen Generator übertragen, wenn der Knüppel längs der anderen Achse bewegt wird.

Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sieh aus der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen. Es zeigen:

Mg. 1 einen typischen Zweiseitgreifer, wie er bei Laufkranen verwendet wird,

Mg. 2 eine schematische Darstellung des Bewegungsbilds für den Steuerhebel bzw* -knüppel sowie ein Spannungsdiagramm der von den an den Knüppel

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angeschlossenen Stellgeneratoren abgegebenen-Spannungen,

I?ig. 3 ein vereinfachtes elektrisches Schaltbild einer

Ausführungsform der Erfindung,

Pig. 4 ein vereinfachtes elektrisches Schaltbild einer anderen Aus führungs form der Erfindung,.

eine schematische Darstellung eines für das Schaltbild gemäß Pig. 4 geeigneten Knüppel-Bewegungsbilds,

Mg. 6 eine Aufsicht auf den Steuerknüppel, aus der dessen Zusammenhang mit den beiden von ihm gesteuerten Stellgeneratoren ersichtlich ist,

ig. 7 einen lotrechten Querschnitt durch den Steuerknüppel, welcher Einzelheiten des Innenaufbaus dieses Knüppels darstellt, und

Pig. 8 einen Querschnitt längs der linie 8-8 in Pig. 7·

Zunächst sei die im Schaltbild gemäß Pig. 3 beschriebene Ausführungsform der Erfindung erläutert. Die Dar- ■

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Stellung eines typischen Greifers gemäß Pig. 1 und der physikalische Aufbau des Reglers, der Stellgeneratoren IUSW-. gemäß Fig. 7 und 8 sind für alle Ausführungsformen dieselben·

Gegenüber den herkömmlichen Greifer-Konstruktionen und den Zugseilen wird durch die Erfindung keine Änderung erforderlich· Der in Pig. 1 dargestellte herkömmliche Zweiseitgreifer weist zwei Greiferbacken 1, 2 auf, die mittels Scharnierstifte 3 an einem Rollklöben 8 schwenkbar gelagert sind und weiterhin schwenkbar mit den Armen 4,5 eines Anhebbügels 6 befestigt sind. Beim öffnen und Schließen der Greiferbacken 1 und 2 verschwenken sich einzelne Teile um Drehzapfen 7, 9 und 10.

Das Gewicht des Greifers und der von ihm· gehaltenen Last wird zum Seil vom Tragseil 11, das bei 12 fest am Anhebbügel 6 befestigt ist, und zum Teil vom Zugseil 13 aufgenommen, welches über Seilscheiben 151» 152 mit dem Greiferbacken-Rollkloben 8 und dem Anhebbügel 6 ■ verbunden ist. Die Greif erbacken werden durch Einziehen bzw. Anheben des Zugseils 13 gegenüber dem Bügel 6 geschlossen. ¥enn die Greiferbacken vollständig geschlossen sind, unterstützt ein weiteres Anheben des Zugseils 13 die Aufwirtsbewegung des Greifers, wobei die Kon-

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struktion so getroffen ist, daß die Seile 11 und 13 "bei der Aufwärtsbewegung die last praktisch, zu gleichen Teilen aufnehmen sollen. Beim Öffnen des Greifers wird das Zugseil 13 gelockert, wodurch sich die Greiferbacken 1,2 unter ihren eigenen Gewicht öffnen und ihren Inhalt entleeren. Bei diesem Arbeitsschritt muß das gesamte Gewicht des Greifers und der Last vom tragseil 11 gehalten werden.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich., daß das Anheben und Absenken des Greifers die Betätigung von zwei durch Aufzugmotore gesteuerte Winden erfordert, nämlich eine für jedes Seil 11 "bzw. 13, und daß beim Öffnen oder Schließen des Greifers die Winde für das Zugseil 13 mi"t einer anderen Geschwindigkeit "betätigt werden muß, als die Winde für das Tragseil 11, damit zwischen "beiden Seilen eine Relativgeschwindigkeit der Bewegung eingeführt wird. ■'..-'. _t-.

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De.r_r, Steuerhebel bzw. -knüppel 14. ist innerhalb eines in Pig;·. 2.., schema tisch dargestellten Quadrats bzw« Bewegungsdiagramms. 15, universell bewegbar. Der Aufbau des Knüppels 14 und, seine Ankopplung an die Stellengeneratoren 20, 21 ist genauer in den Figuren 6-8 dargestellt. Zur Vereinfachung der Erläuterung sind im Diagramm 15 die

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beiden Hauptachsen der Knüppelbewegung als die· Anhebachse 51 und die Öffnungsachse 23 bezeichnet.

Wie am besten aus Fig. 8 ersichtlich ist, kann der Knüppel. 14 universell auf einem Kugelgelenk 90 bewegt werden, das in einem Kugellager 91 gelagert ist, welches seinerseits in einem in der oberen Wand 92 des Gehäuses der Steuereinrichtung 93 vorgesehenen Gestell gelagert ist. Ein am Knüppel 14 vorgesehener Ansatz 94 steht abwärts über die Kugel 90 hinaus und erfaßt zwei um Querachsen schwingende Bügel 95» 96, von denen sich der Bügel 95 um axial auf den Drehmittelpunkt der Kugel 90 ausgerichtete Drehzapfen 97 dreht und an einem Schenkel'.einen Sektorstift 98 trägt, dessen Zähne konzentrisch zur Achse der Drehzapfen 97 liegen und mit einem auf der Welle 100 des Stellgenerators bzw. "Hauptreglers" 21 angeordneten Zahnrad 99 kämmen. .

Der Bügel 96 dreht sich um ebenfalls axial auf den Drehmittelpunkt der Kugel.90 ausgerichtete Drehzapfen 103 und trägt an einem Schenkel einen Sektorzapfen 104» dessen Zähne konzentrisch zur Achse der Drehzapfen 103 liegen und mit einem auf der Welle 106 des Stellr-r.-generators 20 angeordneten Zahnrad 1.05 kämmen.

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Die Bügel 95, 96 sind mit Schlitze aufweisenden bogenförmigen Brückenabschnitten 107, 108 versehen, welche "beide konzentrisch zur Kugeldrehachse liegen und in denen sich die Lagerscheinen 109 und 110 des Knüppelansatzes "bewegen. Wenn daher der Knüppel 14 durch Erfassen seines Griffs 115 längs der Anhebachse 51 des Diagramms 15 in I¹Ig. 2 "bewegt wird, wodurch der Bügel 96 verschwenkt und die Welle 106 des Anhebreglers 20 verdreht wird, gleitet die auf dem Wellenansatz 94 sitzende Scheibe 109 einfach in den im Mittelabschnitt 10? des Bügels 95 vorgesehenen Schlitz, ohne diesem eine Bewegung zu erteilen. Wenn der Knüppel 14 längs der Öffnungsachse 23 des Diagramms 15 gemäß Mg. 2 bewegt und dadurch der Bügel 95 verschwenkt

des Aufteilreglfirs ²¹ verdreht werden,gleitet die Scheibe HC und die WelleTWO/lediglich in den Schlitz des Mittelteils 108 des Bügels, ohne diesen eine Bewegung zu erteilen. Wenn dagegen der Knüppel 14 eine Bewegungskomponente sowohl in Richtung der Anhebachse 51 als auch in Richtung der Öffnungsachae 23 erhält, werden beide Bügel.gleichzeitig um ihre Drehzapfen verschwenkt, wodurch über ihre Sektorzapfen den Wellen 100, 106 gleichzeitig eine Bewegung aufgeprägt wird. Die Schenkel der Bügel 95, 96 sind mit Anschlägen 116 bzw. 117 versehen, welche zwecks Begrenzung der Bügelverschwenkung und Drehung der Wellen 100, 106 gegen einstellbare Stellschrauben 118 anstoßen.

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Die Wellen der Stellgeneratoren bzw. Hauptregler 20, weisen je einen ETutenabschnitt 114 zur Aufnahme einer

auf
federbelasteten Kugel 1154 ^¹ ^dem Kranführer die Einstellung der Fullage jedes Hauptreglers zu erlebhtern. Der Abschnitt 114 kann auch mehr als eine Nut aufweisen, um außer der Nullstellung auch noch andere Stellungen der Hauptregler anzuzeigen.

• Wenn der Knüppel 14 eine Bewegungskomponente längs der Anhebachse 51 besitzt, gibt der an ihn angeschlossene Stellgenerator 20 ein Signal ab, das dem in Pig. 3 dar-r gestellten Steuerkreis zugeführt wird und die Absolutgeschwindigkeit der Seile 11, 13 ändert. Diese Steuerwirkung wird praktisch gleichmäßig auf beide Seile 1-1, 13 übertragen. Wenn beispielsweise der Knüppel 14 in Richtung des Pfeils 16 bewegt wird, laufen sowohl das Zugseil als auch das Iragseil ab. Wenn dagegen -der Knüppel 14 in Richtung des Pfeils 17 bewegt wird, werden beide Seile.11, 13 aufgespult.

Wenn der Hebel 14 eine Bewegungskomponente längs der Öffnungsachse besitzt, führt der an ihn angeschlossene Stellgenerator 21 dem in i"ig· 3 dargestellten Steuerkreis ein Signal zu, daS die Relativgeschwindigkeit der Seile 11,13 ändert. Wenn beispielsweise är Knüppel 14

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in Richtung des Pfeils 18 bewegt wird, gibt der Generator 21 unabhängig davon, ofe in diesem Augenblick die Seile 11 und 13 ablaufen oder abgewickelt werden, ein Signal an den Steuerkreis für die an die Tragseile-Winde und an die Zugseilwinde angekoppelten Motore ab, so daß das Zugseil gegenüber dem Tragseil abläuft und sich der Greifer öffnet. Wenn dagegen derHebel bzw. Knüppel 14 in Richtung des Pfeils 19 bewegt wird, wird das Zugseil 13 gegenüber dem Tragseil 11 angezogen und der Greifer geschlossen. - - '.

Zur Erleichterung der Erläuterung wird im folgenden der auf Bewegungen des Knüppels längs der Anhebachse 51 ansprechende Generator 20-als der Anhebgenerator bzw. -haüptregler und der auf die Bewegung des-Steuerknüppels längs der Öffnungsachse 23 ansprechende Generator 21 als der Aufteilgenerator bzw. -hauptregier bezeichnet. Der Aus druck? -"Auf teilung": soll dabei bedeuten, daß dem Steuerkreis ein Signal aufgeprägt wird, das bewirkt, ■ daß die Seile 11, 13 sich relativ zueinander bewegen.

Di-e-: :Generata.r4en· bzw. .Hauptregler 20, 21 geben je nach der -durch? einen nicht homogenen.Rotor geänderten gegenseit xgen:'Induktivität ihrer'stationären Spulen eine veränderbare Wechselspannung ab, welche -durch Gleich—

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richterbrücken 67, 68 (Hg, 3) in Gleichspannungen umgewandelt werden« Der Anhebgenerator 2©' befindet sich im Nullpunkt, an einer "beliebigen Stelle längs der Öffnungsachse 23' des Diagramms 15· Wenn sich der Knüppel 14 längs der Anhebachse 52 in Richtung des Pfeils 16 "bewegt, wird eine zunehmende positive Gleichspannung erzeugt, die im Spannungsdiagramm 22 durch die Linie 24 angegeben ist. Wenn der Knüppel längs der Anhebachse 51 in Richtung des Pfeils 17 bewegt wird, wird eine entsprechend zunehmende positive Gleichspannung erzeugt, die im Diagramm 22 durch die Linie 25 angegeben ist. Diese Spannung wird jedoch durch einen herkömmlichen Umkehrschalter 69 (3?ig. 3) umgekehrt, so daß die vom Generator 20 bei einer Bewegung des Knüppels 14 in Richtung des Pfeils 17 abgegebene Spannung -tatsächlich eine durch die Linie 26 im Diagramm 22 angegebene zunehmende negative Spannung ist. Der Schalter 69 ist an den Knüppel 14 aigekoppelt und .kehrt das vom Generator 20 gelieferte Spannungssignal um, sobald sieh der Knüppel unterhalb der Öffnungsachse 23 im Diagramm 15 gemäß Pig. 2 befindet.

Dasselbe gilt für die vom Aufteilgenerator 21 abgegebene Spannung, die im Diagramm 27 von Fig. 2 in Wellenform dargestellt ist. Wenn der Knüppel 14 längs der Öffnungsachse 23 in Richtung des Pfeils 18 bewegt wird, wird

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eine positive Spannung abgegeben, die als Kurve 76 eingezeichnet ist. Wenn dagegen der Knüppel längs >der öffnungsaehse 23 in Richtung des Pfeils 19 bewegt wird, wird eine positive Spannung abgegeben, die als Kurve 78 eingezeichnet ist. An den Knüppel 14 ist jedoch ein Schalter 70 angekoppelt, der die vom Generator 21 ab» gebenene Spannung umkehrt, sobald der Knüppel nach der linken Seite der Anhebeachse 51 (Pig· 2) bewegt wird"»

Der Steuerkreis für den Tragseilmotor 30 und den Zugseilmotor 31 dieser Ausführungsform ist in vereinfachter Form in lig. 3 dargestellt. Die Wellen der Motore 30, 31 sind mit der Tragseil-Windentrommel 33 bzw« der Zug-_ seil-Windentrommel 34 gekuppelt. Die Motoren 30, 31 sind Gleichstrom-Eebenschlußmotoren, deren iJehenschluß-]?eldwicklungen 85, 86 durch eine herkömmliche getrennte Stromquelle in gleichbleibender Weise erregt werden. Beispielsweise kann hierfür die in Fig. 3 eingezeichnete Batterie 87 verwendet werden. Der Anker des Tragseilmotors 30 wird durch den Tragseilmotor-Generator 35 erregt, während der Anker des Zugseilmotors 31 durch den Zugseilmotor-Generator 36 erregt wird. Die Generatoren 35» 36 werden mit konstanter Geschwindigkeit durch den Wechselstrommotor 37a gedreht. Die Gesamtbelastung des Motors 37a ergibt sich aus der Summe der Belastungen der

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Motoren 30, 31 auf der Basis ihrer Erregung durch, die entsprechenden Generatoren 35» 36· Ersichtlichefweise handelt es sich hierbei also um eine Art Ward-Leonard-Steuerung.

Die Generatoren 35, 36 haben getrennt-erregte Gleichstrom-Feldwicklungen 37 "bzw. 38, deren Erregung durch Verstärker 39» 40 mit Gleichstromausgang gesteuert wird. Die Verstäker 39 » 40 _vsind von herkömmlicher Bauart und können "beispielsweise, elektronische oder Magnetverstärker sein. Der Grad der Erregung der Feldwicklungen 37» 38 "beein- · flußt die von den G_eneratoren 35» 36 an die Anker- der zugehörigen Motoren 30, 31 abgegebenen Leistungen und Bomit die Geschwindigkeit der"Zugseil- und Tragseilmotore sowie die Geschwindigkeit dieser Seile 11, 13 selbst. .

Betrachtet man zunächst nur den Einfluß des Anhebgenerators 20, so erkennt man, daß die von den Verstärkern 39t 40 abgegebene Leistung von der auf den Schaltkreis durch den Anhebgenerator 20 und die ^MRuckkopplungsⁿ-Spannungen der Widerstände 46, 47, 48, 49 aufgeprägten Spannung abhängt. Beide Verstärker 39_r 40 werden bei einer Änderung im vom Anhebgeneratdr 20 kommenden Signal in gleicher Weise beeinflußt_r-go daß aie die Abaolutge-

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schwindigkeit der Motoren 30, 31 entsprechend steuern.

Das vom Anhebgenerator 20 abgegebene Signal wird einem die Widerstände 41» 42 aufweisenden Widerstandskreis aufgeprägt. Der durch diese Widerstände fließende Strom bewirkt in ihnen einen Spannungsabfall, der den Verstärkern 39» 40 aufgeprägt wird und die Feldwicklungen 37» 38 entsprechend erregt« Die durch die Verstärker 39, 40 fließenden Kreisströme sind in Figi 3 allgemein durch die Kreispfeile 43, 44 angedeutet und durchfließen Teile der einstellbaren Widerstände 46, 47 und der einstellbaren Widerstände 48, 49 sowie den einstellbaren Widerstand 50 im gemeinsamen Schenkel der beiden geschlossenen Kreise 43» 44·

Die vorerwähnten ^!fRückkopplungs"-Spannungen stammen aus mehreren Quellen. Die über den Widerständen 46, 47 auftretenden Rückkopplungsspannungen beruhen auf dem über diese Widerstände fließenden Strom, der durch die von den Generatoren 35» 36 abgegebene:; Spannung herrührt.. Die über den Widerständen 48, 49 auftretenden Rückkopplungsspannungen entstehen dagegen durch den über die Anker

* der Mo tore -30, 31 fließenden Strom, der zwar selbstverständlich ebenfalls aus den Generatoren 35, 36 abgeleitet ist, aber wegen des Spannungsabfalls in den An-

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kern des Motors 30» 31 und in den Schaltelementen zwischen den Generatoren und den Motoren usw. einen anderen Wert hat als die über die Widerstände 46, 47 fließenden Ströme. In den Kreisschleifen 43» 44 wirken die ü"ber den Widerständen 48, 49 auftretenden Rückkopplungsspannungen den über den Widerständen 46,. 47 auftretenden Rückkopplungsspannungen entgegen, wodurch die -Geschwindigkeit der Motore 30, 31 "beeinflußt wird, da die erstgenannten Rückkopplungsspannungen den Verstärkern 39» 40 in den Kreisschleifen 43» 44 überlagert werden.

Beispielsweise bewirkt die Summe der Spannungen über den Widerständen 50 und 41 in der Kreisschleife 43» daß über den Verstärker 39 ein Steuerstrom fließt, der die Stärke des Generatorfelds 37 bestimmt. Die sich hieraus ergebende Ausgangsspannung des Generators. 35 besitzt eine solche Polarität, daß der vom Generator 35 abgegebene, durch den Widerstand 46 in der Kreisschleife 43 fließende Strom in diesem Widerstand 46 eine Rückkopplungsspannung entwickelt, deren Polarität der Summe der Spannungsabfälle über den Widerständen 50, 41 entgegengerichtet ist und dadurch, den Stromfluß durch den Verstärker 39 herabsetzt. Auf diese Weise wird der vom Generator 35 abgegebene Strom durch die gemeinsame Wirkung

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des Anheb-Hauptreglers 20 und des Aufteil-Hauptreglers 21 auf die Widerstände 50, 51 gesteuert, wobei die über dem Widerstand 46 auftretende Rüekkopplungsspannung die Steuerströme im Kreis 43 auf brauchbare Werte "stabilisiert·

Zum Ausgleich der in den Schaltelementen und Verbindungen zwischen dem Generator 35 und dem Motor 30 auftretenden Verlusten erhöht sich die über dem Widerstand 48 auftretende Hüekkopplungsspannung mit zunehmender Abgabeleistung des Generators 35» wobei dieser Zuwachs dieselbe Polarität besitzt wie die von den Widerständen 50, 41 abgenommene zusammengesetzte Spannung. Der Widerstand 48 kann so eingestellt werden, daß sein Spannungsabfall genau den im Kreis vom Generator 35 zum Motor 30 durch den Laststrom hervorgerufenen Spannungsabfall ausgleicht, wodurch der jßinfluß derartiger Verluste ausgeschaltet wird· Die Widerstände 47 und 49 wirken in entsprechender Weise in der Stromschleife 44·

Die durch <tii& in den Ankern der Motore 30, 31 umlaufenden Kreisströme hervorgerufenen Rüekkopplungs -Spannungsabfälle in den Widerständen 48, 49 sowie die durch die von den Generatoren 35, 36 abgegebenen !Leistungen hervorgerufenen Rückkopplungs-Spannungsabfäll© über den

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Widerständen 46, 47 erhöhen die Spannungsabfälle über den Widerständen 41» 42. Die algebraische Summe aller dieser Spannungen wird den Verstärkern 39 bzw. 40 aufgeprägt. Die Größe der über den ¥iderständen 46, 47» 48, 49 auftretenden Rüekkopplungsspannungen kann durch Einstellen da? Größe dieser Widerstände geregelt werden, so daß die den Motoren 30, 31 aufgeprägte Spannung unab- · hängig vom durch diese Motoren fließenden Strom ist·

Die Widerstände 46, 47, 48 und 49 werden so eingestellt, daß die Winden 33, 34 stillstehen, wenn sich der Knüppel

in
14 genau der Mitte des Bewegungsdiagramms 15 befindet. Zum Festsetzen der Winden 33» 34 in dieser Stellung können herkömmliche mechanische Bremsen vorgesehen sein. Wenn sich der Knüppel 14 an einer anderen Stellung auf der Öffnungsachse 23 befindet, bleibt zwar der Anheb-Hauptregler 20 in einer neutralen Stellung, doch . bewirkt der Aufteil-Hauptregler 21, wie sich aus der folgenden Beschreibung ergibt, eine Relativbewegung der Seile 11,13· \

Demgemäß ändert jede vom Anheb-Hauptregler 20 abgegelasae Spannung, unabhängig davon, ob sie positiv oder negativ ist, je nach der Bewegung des Knüppels 14 längs der Anhebeachse 51 in Richtung des Pfeils 16 oder 17 den Spannungsabfall über den Widerständen 41, 42 und

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dementspreehend die Erregung der Motoren 30, 31, so daß "beide Seile 11, 13 mit derselben Geschwindigkeit entweder angehoben oder afcgelassen werden.

Bei der sich im wesentlichen auf die Wirkung des Anhebgenerators 20 beziehenden Beschreibung wurde angenommen,- daß der Knüppel 14 nur längs der Anhebachse des Bewegungsbilds 15 bewegt wird. Wenn jedoch der Knüppel 14 eine Bewegungskomponente längs der Öffnungsachse 23 in Richtung des Pfeils 18 oder des Pfeils 19 besitzt, prägt der Aufteil-Hauptregler 21 dem Widerstand 50 (Pig. 3) eine Spannung auf, wodurch die in den beiden Stromschleifen 43» 44 fließenden Ströme sowie die den G-Ieiehrichtern 39 j 40 aufgeprägten Absolutspannungen geändert werden. Wenn infolge einer durch den Aufteil-Hsuptregler 21 an den Widerstand 50 gelegten Spannung ein Strom durch diesen Widerstand fließt, ergibt sich in den Kreisschleifen 43» 44 und in den zugehörigen Verstärkern 39> -40 eine gleiche, jedoch entgegengesetzt gerichtete Gegenwirkung.

Wenn beispielsweise der Knüppel 14 längs der Öffnungsachse 23 in Richtung des Pfeils 18 bewegt wird, wird dem Widerstand 50 eine in einer Richtung polarisierte Spannung aufgeprägt, wodurch der Verstärker 40 erregt

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wird und der Zugseilmotor gegenüber dem Tragseilmotor schneller läuft, so daß die G-reiferbacken 1, 2, geöffnet werden. Wenn beispielsweise angenommen wird, daß durch das dem Steuerfreie durch den Anheb-Hauptregler 20 zugeführte Signal beide Seile 11, 15 ablaufen, wodurch der Greifer abgesenkt wird, dann bewirkt eine Bewegung des Knüppels 14 längs der Öffnungsachse 23 in Richtung des Pfeils 18 ein schnelleres Ablaufen des Zugseilmotors 31 als des Tragseilmotors 30, wodurch der Greifer geöffnet wird. Wenn andererseits unter dieser Voraussetzung der Knüppel 14 längs der Öffnungsachse 23 in Richtung des Pfeils 19 bewegt wird, während sich der Greifer senkt, läßt der Zugseilmotor 31 das Seil 13 langsamer ablaufen als der Tragseilmotor 30 das Tragseil 11 ablaufen läßt, wodurch sich der. Greifer bei seiner Abwärtsbewegung schließt.

Beim Schließen des Greifers hat der Spannungsabfall über dem Widerstand 50 die durch den Pfeil 52 in Pig. angedeutete Polarität, während beim öffnen die Polarität des Spannungsabfalls über dem Widerstand 50 die durch den Pfeil 53 angegebene Richtung hat. Im einen Fall erhöht sich der im einen der beiden Kreisschleifen 43, 44 fließende Gesamtstrom gegenüber dem im anderen Kreis fließenden Strom, während im anderen Fall die umgekehe-

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ten Verhältnisse herrschen» wodurch die vorerwähnte Aufteilwirkung hervorgebracht und eine Relativbewegung zwischen den Seilen 11 und 13 hervorgerufen wird.

Wenn andererseits angenommen wird, daß der Knüppel 14 zwecks Anhebung "beider Seile 11, 13 in Richtung des Pfeils 17 und gleichzeitig zwecks Schließung der Greiferbacken 1, 2 in Richtung des Pfeils 19 bewegt vird, heben sowohl das Zugseil 13 als auch das Tragseil 11 gemeinsam den Greifer an, bis dieser geschlossen ist. 33a jedoch der Zugseilmotor wegen seiner größeren Erregung schneller umläuft als der Tragseilmotor, nimmt der Zugseilmotor das Gesamtgewicht der Last auf und das Tragseil wird schlaff. Damit der Zugseilmotor und der Tragseilmotor aber gleiche Last tragen, muß der Knüppel längs der Achse 51 im Bewegungsdiagramm vorgerückt werden. Wenn diese Bewegung auf die linke Seite der Achse 51 des Bewegungsdiagramms vorgenommen wird, versucht das Zugseil den Greifer selbst anzuheben, während iiei einer Bewegung auf die rechte Seite, der Achse 51 des Bewegungsdiagramms 15 der Greifer geöffnet wird und das Tragseil das Gewicht des Greifers und der last hält, bis die Last herausfällt.

Zwecks Gewährleistung einer gleichmäßigen Belastung der ■

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beiden Motore 30, 31 und ihrer Seile 11 "bzw. 13 "bei einer Bewegung des Knüppels 14 längs der Achse 51 des Bewegungsdiagramms 15 ist der Schaltkreis gemäß Fig.' 3 durch die Widerstände 64, 65 erweitert, welche die Widerstände 48, 49 in den Kreisschleifen 43, 44 als Rückkopplungsspannung-Widerstände ersetzen, wenn der Schalter S1 offen ist. Der Schalter S1 ist mit dem Knüppel · 14 verbunden und öffnet sich, sobald der Knüppel 14 unter die Öffnungsachse 23 des Bewegungsdiagramms 15 bewegt wird· Die Widerstände 48, 49 verbleiben in den Ankerkreisen des Motors 30, 31» doch bleiben nur diejenigen Teile in den Kreisschleifen 43» 44, welche zwischen ihren Abgreifkontakten 79, 80 und den Verbindungen mit den Widerständen 60, 65 liegen·

Bei geöffnetem Schalter S1 ergibt sieh4in durch die Summe der Spannsnsgabfälle über den Widerständen 48 und 49 hervorgerufener^absoluter Spannungsunterschied, wodurch in der die Widerstände 48, 49, 64» 65 enthaltenden Kreisschleife ein KreisstronK fließt· Bei gleichem Ohmwert der Widerstände 64, 65 teilt sich der durch diesen Kreisstrom hervorgebrachte Spannungsabfall immer gleichmäßig auf die Widerstände 64, 65 auf, so daß^: die den Kreisschleifen 43» 44 un.d schließlich den Verstärkern 39, 40 aufgeprägte·, Verluste ausgleichende

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Rüekkopplungsspannung in beiden Kreissohleifen 43, "bei ; offenem : · Schalter S1 gleich ist, "bei geschlossenem Schalter S1 jedoch verschieden sein kann.

Wenn "beispielsweise der Tragseilmotor 30 stärker belastet ist als der Zugseilmotor 31,wodurch im Stromkreis für den Motor 30 ein größerer Verlust auftritt als im Stromkreis für den Motor 31 , ist der Spannungsabfall über dem Widerstand 48 größer als derjenige über dem Widerstand 49· Wenn der Schalter S1 geschlossen wäre, würde das dem Verstärker 39 zugeführte Signal gegenüber dem dem Verstärker 40 zugeführten Signal erhöht und dadurch die vom Generator 35 an den Motor 30 abgegebene Leistung erhöht werden, welche die größeren Verluste im Kreis für den Motor 30 ausgleicht, so daß der Motor 30 weiterhin die größere Last aufnehmen könnte. Wenn jedoch der Schalter S1 geöffnet ist, ist bei gleichgroßen Widerständen 64, 65 die an den Kreis 43 zurückgespeiste Spannung nicht größer als die an den Kreis surückgespeiste Spannung, wodurch dem Verstärker ein Rückkopplungs-Spannungssignal zugeführt wird, welches nicht ausreicht, die im Kreis für den Motor auftretenden Verluste zu kompenäeren'. Demgemäß sinkt die dem Anker des Motors 30 zugeführte Spannung entsprechend ab und verlangsamt diesen Motor. Umgekehrt wird der Zug-

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seilmotor 31 "beschleunigt, bis die von beiden Motoren 30, 31 getragenen Lasten gleich sind.

Wie im Bewegungsdiagramm 15 angedeutet, "bleibt das Tragseil stehen bzw. besitzt die Geschwindigkeit Full, wenn sich der Knüppel 14 irgendwo auf der "O-Halten"-Linie befindet. Umgekehrt bleibt das Zugseil stehen bzw. besitzt die Geschwindigkeit Hull, wenn sich der Knüppel 14 irgendwo auf der "O-Schließen"-Linie befindet. Am Schnittpunkt dieser beiden Linien im Nullpunkt des Bewegungsdiagramms stehen beide Seile still. Wenn sich der Knüppel 14 an einer sonstigen Stelle im Bewegungsdiagramm '15 befindet, bewegen sich das Tragseil und das Zugseil je nach der Stellung des Knüppels entweder auf- oder abwärts. Zum Zweck der Erläuterung seien im folgenden einige spezielle vereinfachte Beispiele angegeben, in denen die Parameter von Geschwindigkeit und Spannung

so

auf den Viert 1 normiert sind ,/daß alle unter dem Maximalwert liegenden Werte in Bruchteilen von 1 angegeben sind.

1) Wenn sich der Knüppel 14 im Punkt L des Bewegungsdiagramms 15 gemäß Fig. 2 befindet, stehen der Anheb-Hauptregler 20 auf 1/3 Anheben und der Aufteil-Hauptregler 21 auf 1/3 Schließen. Über den Widerständen im

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Schaltbild gemäß B¹Ig. 3 ergeben sich, folgende Spannungs· abfalles

Widerstand 41: 1/3 V plus links, Widerstand 42: 1/3 V,plus links Widerstand 50: 1/3 IT,plus oben

Die iragseilgesehwindigkeit ist proportional zur Summe der Spannungen über den Widerständen 41 und 50, d.h. + 1/3 - 1/3 T = Geschwindigkeit'0.

Die Zugseilgeschwindigkeit ist proportional zur Summe der Spannungen über den Widerständen 50 und 42, d.h. + 1/3 V + 1/3 V = Geschwindigkeit' + 2/3.

Am Punkt 1 befindet sich also das Tragseil in Buhe, während sich das Zugseil mit einer Verhältnisgesehwindigkeit von 2/3 schließt.

2.) Wenn sich der Knüppel am Punkt M des ■Bewegungsdiagramms 15. befindet, stehen der Anheb-Hauptregler auf 1/3 Anheben und der Aufteil-Hauptregler auf 2/3 Schließen. Über den Widerständen treten folgende Spannungsabfälle auf?

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¥iderstand 41: 1/3 "V, plus links Widerstand 42: 1/3 Y, plus links Widerstand 50: 2/3 V, plus oben.

Die Tragseilgeschwindigkeit ist proportional zur Summe der Spannungen über den Widerständen 41 und 50, d.h. 1/3 T -'2/3 7 = - 1/3 Geschwindigkeit. Die Schließge- '· schwindigkeit ist proportional zur Summe der Spannungen über den Widerständen 50 und 42, d.h. 2/3 Y + 1/3 Y = Geschwindigkeit 1.

Demzufolge wird das Tragseil am Punkt M abgelassen, während das Zugseil angehoben wird.

3·) Wenn sich der Knüppel 14 am Punkt Ή befindet, stehen der Anheb-Hauptregler auf ITuIl und der Aufteil-Hauptregler auf 1/3 offen. Über den Widerständen tre-' ten folgende Spannungen auf:

Widerstand 41: 0 V
Widerstand 42: OY
Widerstand 50: 1/3 Y₉ plus unten.

Die Tragseilgeschwindigkeit ist proportional zur Summe der Spannungen über den Widerständen 41 und 50, d.h.

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OY+ 1/3 Y = Geschwindigkeit 1/3.

Die Öffmingsgeschwindigkeit ist proportional zur Summe der Spannungen über den Widerständen 50 und 42, d.h. - 1/3 V + 0 Y = Geschwindigkeit - 1/3.

Demgemäß wird am Punkt M das Tragseil angehoben, während das Zugseil abgelassen wird, wodurch der Greifer geöffnet wird.

Ähnliche Beispiele könnten für jeden Punkt des Bewegungsdiagramms 15 gegeben werden.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß "bei der Ausführungs.form gemäß Pig. 3 der Aufteilgenerator 21 praktisch die gleiche^ jedoch entgegengesetzte Wirkungen auf beide Motoren 30, 31 für die Seile 11, 13 hat. Bei der in Pig. 4 dargestellten Ausführtingsform der Erfindung "beeinflußt der Aufteilgenerator 21 nur den Motor 31 für das Zugseil 13 und hat keinen Einfluß auf den Motor 30 für das Tragseil 11. Trotzdem werden die Relativgeschwindigkeiten der beiden Seile 11, 13 beeinflußt.

Die Teile des Schaltbilds gemäß Pig» 4, welche eben-

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falls im Schaltbild gemäß Fig. 3 eingezeichnet sind, werden nicht noch einmal "beschrieben. In dieser Figur sind entsprechende Teile mit gleichen Bezugsziffern be-"legt.

Im Schaltbild gemäß Fig. 4 fehlt der Widerstand 50 aus Mg. 3. Statt dessen wird.die vom Aufteilgenerator 21 abgegebene Leistung einem veränderbaren Widerstand 60 aufgeprägt, der in einem in Reihe mit dem Widerstand liegenden geschlossenen Kreis 44 angeordnet ist. Zum Abgleich des Widerstands 60 ist der Kreis 43 mit einem zusätzlichen Widerstand 61 versehen.

Die Anheb- und Aufteil-Generatoren 20 bzw. 21 können wie die vorstehend beschriebenen Generatoren aufgebaut sein und die gleichen Spannungen abgeben, wie sie bei 22, 27 in Fig. 2 eingezeichnet sind. Diese Kurven sind daher in Fig. 5 nicht wiedergegeben.

Wenn der Knüppel 14 längs der Aufteilachse 23 in Richtung der Pfeile 18 oder 19 bewegt wird, wird dem Widerstand 60 in der Kreisschleife 44 eine Spannung aufgeprägt. Diese Bewegung hat keinen Einfluß auf den geschlossenen Kreis 43t so daß bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 durch den Aufteilgenerator 21 nur die Absolutgeschwindigkeit des Motors 31 beeinflußt wird.

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Die praktische Auswirkung der Schaltung gemäß Fig. 4 gegenüber der eingangs beschriebenen Ausführungsform "besteht darin, daß die "O-Halten"-linie aus ihrer diagonalen Lage gemäß Fig. 2 in die lage gemäß Pig. 5 verdreht wird, wo sie mit der Öffnungsachse 23 zusammenfällt. Dies hat gewisse Vorteile, insbesondere, wenn der Greifer durch Bewegen des Knüppele 14 nach rechts längs der Öffnungsachse 23 geöffnet wird, wie dies normalerweise der lall ist. Bei der Schaltung gemäß Fig. 4 wird hierdurch automatisch der Knüppel längs der "O-Halten"-Linie "bewegt. Normalerweise ist die Tragseirb-remse angezogen, sobald sich der Knüppel 14 auf der Öffnungsachse 23 befindet, so daß der Tragseilmotor 30 unbelastet ist· Es sei daran erinnert, daß im Punkt Έ des Bewe gangsschemas gemäß Fig. 2 das !ragseil aufwärts läuft, während das Zugseil abläuft'. Bei einem entsprechenden Punkt Έ im Bewegungsschema 15 gemäß Fig. hat das Tragseil am Punkt H die Geschwindigkeit Bull, während das Zugseil abläuft,- wodurch die Gesamtbelastung des Tragseilmotors 30 verringert wird.

Es folgen einige typische, vereinfachte Beispiele

sie
ähnlich denjenigen wie vorstehend im Zusammenhang mit Fig. 2 gegeben wurden. Bei diesen sich auf Fig. 5 beziehenden Beispielen sind die Parameter ebenfalls wie-

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der auf einen Maximalwert 1 normiert.

1) Wenn sich der Knüppel 14 in Stellung 0 im Bewegungsdiagramm 15 gemäß !ig. 5 befindet, stehen der Anheb-Hauptregler 20 auf Null und der Aufteil-Hauptregler 21 auf 1/3 Schließen. Über den Widerständen im Schaltbild gemäß Kg. 4 treten folgende Spannungsakfälle auf:

Widerstand 41: 0 Y
Widerstand 42: 0 Y
Widerstand 60: 1/3 Y, plus links.

Die Tragseilgeschwindigkeit is proportional zur Spannung über dem Widerstand 41, d.h. OY= Geschwindigkeit 0,

Sie Schließgeschwindigkeit ist proportional zur Summe der Spannungen über den Widerständen 60 und 42, d.h. 1/3 V + 0 Y = Geschwindigkeit 1/3.

Demgemäß steht das Tragseil am Punkt 0 still, während sich das Zugseil mit der Geschwindigkeit I/3 in Schließrichtung bewegt.

2) Wenn der Knüppel 14 in den Punkt P des Bewegungsschemas gemäß Mg. 5 bewegt wird, stehen der Anheb-

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Hauptregler 20 auf 1/3 Anheben und der Aufteil-Hauptregler 21 auf 1/3 Öffnen. Über den Widerständen im Schaltbild gemäß Hg. 4 treten folgende Spannungen auf:

Widerstand 41: 1/3 V, plus links Widerstand 42: 1/3 V,- plus links Widerstand 60: 1/3 Y₁ plus rechts.

Die Halteseilgeschwindigkeit ist proportional zur Spannung über dem Widerstand 41» d.h. 1/3 V = G-eschwindigkeit 1/3.

Die Öffnungsgeschwindigkeit ist proportional zur Summe der Spannungen über den Widerständen 60 und 42, d.h. - 1/3 V + 1/3 V = Geschwindigkeit 0.

Demgemäß wird das Tragseil am Punkt, 3? mit der Geschwindigkeit 1/3 angehoben, während das Zugseil stillsteht.

Ähnliche Beispiele könnten für jeden Punkt des Bewegungsdiagramms gemäß Pig. 15 angegeben werden.

Bei praktischen Ausführungsformen der Erfindung können die Schaltelemente beispielsweise folgende Werte haben: Widerstände 48 und 49 je 0,01 XL· ,Widerstände

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k-6 und Wl je 600SX. , Widerstände 64, 65 je 10 -^Γ>*~,

Widerstände kl, k2, 50, 60 und 61 je 1000 -^- . Diese

Angaben sollen aber die Erfindung in keiner Weise beschränken.

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Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Steuerung der absoluten und" Relativdrehzahlv zweier Elektromotoren mit konstanter Felderregung und je getrennten, zwecks Drehzahlsteuerung

von veränderlichen Anker speisekreisen sowie mit einer Einhebelsteuerung mittels einer Übertragungsvorrichtung gleichzeitig wahlweise verstellbaren Drehgebern, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignale der Drehgeber die Leistung im Ankerspeisekreis steuern und daß -die Ankerspeisekreise Einrichtungen zur praktisch gleichmäßigen Yeränderung der Ankerspannungen bzw. der absoluten Drehzahl beider Motoren durch die Steuersignale des einen Drehgebers und Einrichtungen zur Veränderung der Ankerspannungen in einander entgegengesetzter Kiohtung bzw. der relativen Drehzahl beider Motore zueinander durch die Steuersignale des anderen Drehgebers aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf die Steuersignale des anderen Drehgebers die Ankerspannung nur eines der beiden Motoren verändernde Vorrichtung vorgesehen ist·

3* Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die absolute Drehzahl beider Motoren

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Unterlagen jArt 7 n Abs, 2 Nr. 1 sau 3 dew fammtmM^Skmii

und die relative Drehzahl der Motoren zueinander dem HelDelweg der Einhebelsteuerung proportional ist.

4· Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 und 3> dadurch gekennzeichnet, daß in den beiden Ankerspeisekreisen motorgetriebene Generatoren zur Leistungsabgabe an den Ankerkreis der Motoren sowie Verstärker zur Speisung der Feldwicklungen der Generatoren'und eine auf die Steuersignale der Drehgeber ansprechende Schaltungsanordnung zur Zusammenfassung der Steuersignale auf den jeweiligen Verstärker vorgesehen sind··

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Rückkopplung einer Stöuerspannung vom Ausgang der Generatoren zur Schaltungsanordnung vorgesehen ist, wobei diese Steuerspannung das Steuersignal für den jeweiligen VerstÄrker be-, einflußt und die.Verstärkerausgangsleistung für die Felderregung stabilisiert·

6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichm net, daß eine Einrichtung zur Rückkopplung einer von den Motoren abgegriffenen Steuerspannung vorgesehen ist, welche das Steuersignal für den jeweiligen Verstärker beeinflußt und die Verluste im Ankerspeisekreis kompensiert. "

-35-. 8 0 980 2/0480Λ W;

7· Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche zur Verwendung bei einem mit einem Tragseil und einem Zugseil arbeitenden .Greiferkran, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Motor mit der einen und der andere Motor mit der anderen Seilwinde des Krans verbunden ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß sie eine auf unregelmäßige Belastung beim Heben eines geschlossenen G-reifers ansprechende Einrichtung aufweist, und daß die Ankerströme der Motoren zwecks beliebiger Lastaufteilung auf die beiden Motoren veränderbar sind.

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