DE3838058A1

DE3838058A1 - DRIVE MONITORING OF A DRIVE CHAIN

Info

Publication number: DE3838058A1
Application number: DE19883838058
Authority: DE
Inventors: Anton Dipl Ing Muenzebrock
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Demag Cranes and Components GmbH
Priority date: 1988-11-07
Filing date: 1988-11-07
Publication date: 1990-05-10
Anticipated expiration: 2008-11-08
Also published as: FR2638728A1; GB2228774A; GB8925131D0; GB2228774B; FR2638728B3; DE3838058C3; DE3838058C2

Abstract

A monitoring system for a drive train is disclosed which monitors the flow of force between the input side and the output side or braking and output side of a drive train and, in the case of an interrupted flow of force, detects this condition as early as possible and immediately brings about the intervention of a brake. A first rotary pulse generator (1) is arranged on the shaft (2) from the motor (3) to a service brake (4), the pulse generator being connected to a second rotary pulse generator (5) at the load application point (8) via a monitoring logic unit (10). In the event of a pulse difference, the logic unit (10) switches in a brake (9) at the load application point (8). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsüberwachung einer Triebwerkskette von einem Motor über Getriebe, Welle, Kupplung oder dergleichen zu einem Lastangriffspunkt, z.B. einer Seiltrommel.The invention relates to drive monitoring of an engine chain from an engine to gearbox, shaft, clutch or the like to one Load application point, e.g. a rope drum.

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.With such drive chains, the power and Power flow from the engine to the load. In the event of braking, the load drives and the Power and power flow reverses, so that the engine or his Brake must absorb energy. If the engine chain described between load and motor or load and brake is interrupted the load becomes uncontrolled. In many cases, especially with Hoists, this creates a dangerous condition that is as early as possible recognized and displayed.

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.The cable drums of hoists are often used as safety brakes assigned as they are known from DE-PS 31 37 523. These but only respond when the speed is excessively high and lead at subsequent braking to a heavy load on the Supporting structure.

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.The object of the invention is therefore to provide a safety device shape that the power flow between the input and output side or brake and output side of an engine chain monitored and at interrupted power flow detects this condition as early as possible and the brake is applied immediately. This will accomplish this task solved that on the shaft from the engine to its service brake a first rotary pulse generator is arranged with a second rotary pulse generator at the load application point via a Monitoring logic is connected, the brake on the pulse difference Load application point can take effect. The device according to the invention causes the brake to be applied even at the slightest Speed deviations and thus prevents sudden Overstraining when braking the previously accelerated load.

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.The monitoring logic contains those assigned to the pulse generators Pulse counters provided with digit adjusters Flip-flop memories are connected, which are connected via a relay and a Tripping line with a release magnet, preferably by one Spring loaded brake is connected to the drum.

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.The impulses of the pulse generators are included in the monitoring logic evaluated at least one presettable pulse counter, the Pulses from the encoder on the output side as synchronization signals for the preset pulse counter act so that with each Synchronizing pulse of the presettable counter with its initial value is loaded and between two synchronization pulses the pulses of The loaded initial value on the drive side continuously decrement. Between two synchronizing pulses it is detected whether a certain limit of the counter is reached and thereby determined whether the engine chain is broken.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden erläutert. Es zeigen:An embodiment of the invention is shown in the drawing and explained below. Show it:

Fig. 1 schematisch die Anordnung einer Triebwerkskette für ein Seilhubwerk, Fig. 1 shows schematically the arrangement of an engine for a chain Seilhubwerk,

Fig. 2 Die Elemente der Überwachungslogik aus Fig. 1. FIG. 2 The elements of the monitoring logic from 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:The motor 3 drives a transmission 7 via its shaft 2 and is braked by the service brake 4 on the same shaft. The cable drum 8 is driven via the transmission 7 , so that the load is raised or lowered in accordance with the direction of rotation of the motor. When the engine chain is not interrupted, the speeds of the drum shaft 6 and motor shaft 2 have a fixed ratio, which is determined by the gear ratio. If the engine chain is interrupted, for example due to gear breakage, this fixed speed dependency no longer applies, so that very rapid speed changes occur depending on the load conditions. The pulse generators on the drive side and the output side deliver pulse frequencies proportional to the speed. The ratio of the pulse frequencies results from the number of encoder pulses per revolution of the motor shaft or the drum shaft and the gear ratio according to the following formula:

fm/fr = (nm/nr) × i 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.wherein the pulse frequency of the encoder on the motor shaft 1 fm and fr, the pulse frequency of the encoder 5 on the drum shaft. nm and nr are the number of encoder pulses per shaft revolution and i the gear ratio. The ratio of the pulse frequencies is therefore proportional to the gear ratio and i in the special case that both encoders generate the same number of pulses per revolution. The pulses from the transmitters 1 and 5 are communicated to the monitoring logic 10 via pulse lines 17 and 18 .

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. With the inventive control logic 10, the ratio of motor speed and drum rotational speed is determined from the encoder pulses and compared with the known transmission ratio i. Fig. 2 shows a correspondingly constructed monitoring logic 10 , which causes the brake 9 of the drum 8 to engage in the event of a pulse deviation via a trigger line 19 .

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.The pulses from the motor pulse generator 1 are counted in two pulse counters 11 and 12 . The pulse counters are preferably down counters. You decrement the initial counter reading, which is accepted by the ZE input and can be set with the digit adjusters 13 and 14 . The pulses of the drum pulse generator 5 synchronize and control the takeover of the initial counter reading via the inputs S of the pulse counter, so that between two pulses of the drum pulse generator 5 the pulse of the initial counter reading of the two pulse counters is decremented by the number of motor pulse transmitters. The pulse counters have ever above a carry output which switches when the low count of zero, indicating as the "counter overflow".

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.Because of the already described fixed ratio of the pulse frequencies fm and fr for a given gear ratio i , a constant number of pulses from the motor pulse generator will always decrement the initial counts of the pulse counters 11 , 12 between two pulses of the drum pulse generator 5 . According to the invention, the initial counter readings 13 and 14 are selected such that the first pulse counter 11 just does not reach the counter overflow for the existing transmission ratio i and then the initial counter reading is set smaller for the second pulse counter 12 , so that the counter overflow is always reached at the time of the next drum pulse. The state of the carry outputs ü of the two pulse counters 11 and 12 at the time of a drum pulse indicates whether the number of pulses set with the digit adjuster 13 has been exceeded since the last drum pulse and whether the number of pulses of the motor pulse generator 1 set with the digit adjuster 14 has been reached.

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.If the engine chain is not interrupted, the first pulse counter 11 must not overflow and the second pulse counter 12 must always overflow. This interference-free state is monitored with a flip-flop memory 15 , which detects the state of the transmission outputs of the two pulse counters 5 with each pulse of the drum pulse generator 5 and switches off the relay 16 in the non-interference-free state, so that the associated output contact opens and the circuit of the Release magnet 20 interrupts the brake 9 of the drum 8 acted upon by a spring 21 .

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.In the event that the pulse generators 1 and 5 generate the same number of pulses per revolution, the first digit adjuster 13 is set to an integer value i + X and the digit adjuster 14 to an integer value i + X. The value X is expediently chosen so that torsional vibrations due to the spring action of the engine chain do not trigger the fault monitoring.

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.A simple execution of the drive monitoring, in which the pulse counter 11 and the associated digit adjuster 19 are omitted, is possible. In this embodiment, the monitoring only responds when the ratio of input speed to output speed is less than the set ratio, ie the drum rotates too quickly, for example due to a gear breakage, and the pulse number set with the digit adjuster 14 is therefore not reached.

Es können auch Geber mit unterschiedlichen Impulszahlen verwendet werden oder ander Werte X gewählt werden, um eine optimale Anpassung an bestimmte Triebwerkskonfigurationen zu erreichen.Encoders with different pulse numbers can also be used or other values X can be selected in order to achieve an optimal adaptation to certain engine configurations.

Claims

1. Drive monitoring of a drive chain from a motor via shafts, gears, clutch or the like to a brake at the load application point, for. B. a cable drum, characterized in that a first rotary pulse generator ( 1 ) is arranged on the shaft ( 2 ) from the motor ( 3 ) to a service brake ( 4 ), which with a second rotary pulse generator ( 5 ) at the load application point ( 8 ) is connected via a monitoring logic ( 10 ) which, in the event of a pulse difference, the brake ( 9 ) at the load application point ( 8 ). switches on.

2. Drive monitoring according to Claim 1, characterized in that the monitoring logic ( 10 ) has a pulse counter ( 12 ) of the pulse generator ( 1 ) which can be set by a digit adjuster ( 14 ) and that the pulse counter ( 12 ) is connected to a flip-flop memory ( 15 ) is connected, which is connected via a relay ( 16 ) and a trigger line ( 19 ) to a release magnet ( 20 ) of the brake ( 9 ) of the drum ( 8 ) acted upon by a spring ( 21 ).

3. Drive monitoring according to claim 1, characterized in that the monitoring logic ( 10 ) one of a number adjuster ( 13 ) presettable pulse counter ( 11 ) of the pulse generator ( 5 ) and another, of a number adjuster ( 14 ) adjustable pulse counter ( 12 ) of the pulse generator ( 1 ), and that the pulse counters ( 11 , 12 ) are connected to a flip-flop memory ( 15 ) via a relay ( 16 ) and a trigger line ( 19 ) with a release magnet ( 20 ) by a spring ( 21 ) applied brake ( 9 ) of the drum ( 8 ) is connected.