177529. lajstromszámú szabadalom • Eljárás emelőgépeknél a túlterhelés megakadályozására és kapcsolási elrendezés az eljárás foganatosítására
5 177529 6 menete képezi. A 2. ábrán vázolt megoldásnál az 5 első, a 6 második és a 11 harmadik komparátort és a 4 differenciáló egységműveleti erősítőjét ugyanolyan típusú integrált áramkörös differenciálerősítő képezi, amely például a Texas Instruments vállalat SN 72741 típusú integrált áramkörös erősítője lehet. A 2. ábra kapcsolását tekintve jól megfigyelhetjük az 1. ábrán általánosan vázolt egységek felépítését. A 4 differenciáló egységet a 41 differenciáló kondenzátor és a visszacsatolt 42 műveleti erősítő, a 9 feszültségosztót a 91 és 92 ellenállások, és a 7 küszöbértékbeállító egységet a 72, 73 és 74 ellenállásokból felépített feszültségosztó lánc képezi, mely utóbbi a test és negatív — UT tápfeszültség közé van kapcsolva. Az 5 és 6 első és második komparátorok bemenetei egyegy csatoló ellenálláson keresztül csatlakoznak a 2 erősitő 21 kimenetéhez, illetve a 7 küszöbértékbeállitó egységhez. A 8 vezérelt tároló 83 térvezérlésű tranzisztor (például BF 246 típusú), amelynek 82 vezérlőbemenete 84 diódán keresztül van az 5 első komparátor kimenetével összekötve. A 85 tároló kondenzátor a 83 térvezérlésű tranzisztoron keresztül kapja meg a 9 feszültségosztó kimeneti jelét, és azt csatoló ellenálláson át a 11 harmadik komparátor 112 referencia bemenetéhez továbbítja. A nagyértékű 86 potenciométer a 85 tároló kondenzátor kisülési időállandóját szabályozza. A 12 kapcsoló egységet all harmadik komparátor kimenetéről vezérelt 122 erősítő tranzisztor és 124 jelfogó képezi. A 123 dióda a 122 erősítő tranzisztort védi. A 2. ábrán vázolt kapcsolás érdekessége egyrészt az, hogy a 6 második komparátor kimenete 63 diódán és 64 ellenálláson át a 11 harmadik komparátor 111 jelbemenetéhez csatlakozik. Lényegében ez a tag felel meg az 1. ábrán a 12 kapcsoló egység 121 érvényesítő bemenetére kapcsolt áramkörnek. Alapállapotban ugyanis (ameddig a 6 második komparátor 61 jelbemenete a 62 referencia bemenetnél pozitívabb) a 6 második komparátor nagy negatív feszültséget kapcsol a 11 harmadik komparátor 111 jelbemenetére, és annak kimenetén mindentől függetlenül pozitív feszültség mérhető. Ez a feltétel a 6 második komparátor átbillenésekor megszűnik, és ettől kezdve a 11 harmadik komparátor állapotát a két bemenetére vezetett differenciált jelek nagysága határozza meg. A kapcsolás érdekessége másrészt a 114 offset potenciométer alkalmazása, amelynek révén a 11 harmadik komparátor úgy állítható be, hogy biztonsággal átbillenjen, ha két bemenetén egyforma feszültség van, illetve, ha a 111 jelbemeneten legfeljebb a beállított offset feszültségnek megfelelően kisebb a feszültség, mint a 112 referencia bemenetén. Az offset feszültség 100 mV nagyságrendű. Hatását tekintve a 114 offset potenciométer az 1. ábrán vázolt 10 feszültséglépcső áramkörnek felel meg. A 11 harmadik komparátor kimenete 75 diódán és 76 tranzisztoron át a 7 küszöbértékbeállító egység 74 ellenállásának (beállító potenciométerének) leágazásával van összekötve, ennek hatására a 11 harmadik komparátor átbillenésekor a 7 küszöbértékbeállitó egység kimeneti küszöbfeszültségei lecsökkennek. A 3. ábrán vázolt kapcsolás lényegében ekvivalens a 2. ábrán vázolttal, de itt a 7 küszöbértékbeállító egységhez a visszacsatolás a 125 potenciométeren át a 124 jelfogóról indul és a 12 kapcsoló egység átbillenésekor (a 124 jelfogó elengedésekor) +UT pozitív tápfeszültségből leosztott feszültséget kapcsol a 7 küszöbértékbeállító egység felső végére, asm izmién a beállított küszöbfeszültségek lecsökkenését eredroényezi. Ennél a kapcsolásnál a 114 offset potenciométer helyett a 10 feszültséglépcső áramkört 101 diódából és nagyértékű 102 ellenállásból képzett soros tag képezi, amely a 6 második komparátor kimenete és a 11 harmadik komparátor 1 i 1 jelbemenete közé kapcsolódik. Ha a differenciált jel nagysága kis értékű, akkor a 6 második komparátor átbillenését követően kis pozitív feszültség jut a 11 harmadik komparátor 111 jelbemenetéhez, amely elegendő ennek átbillentésével a riasztásra. A találmány szerinti eljárást a foganatosítására alkalmas kapcsolási elrendezések működésével együtt a 4. ábra idődiagramjai alapján ismertetjük. A 4. ábra a. diagramján a 2 erősítő 21 kimenetén megjelenő villamos jelet tüntettük fel három különböző esetben, amelyeket I, II és III eseteknek nevezünk. A villamos jel hűen követi az emelőkötélbeii ébredő F húzóerőt, ezért a diagram függőleges tengelye erőléptékben kalibrálható. A diagramon bejelöltük a teljes terheléshez tartozó értéket, amely az 5 első komparátor 52 referencia bemenetére kapcsolt U52 feszültségnek felel meg. Bejelöltük a mintegy 105%-os terhelésnek megfelelő U62 feszültséget is, amely a 6 második komparátor 62 referencia bemenetén mérhető. Megjegyezzük, hogy a 4a. diagram és 2. és 3. ábrák tényleges kapcsolásánál éppen ellentétes erőjelű, de az előjelváltásnak a viszonyok megértése szempontjából nincs jelentősége. A 4. ábra b. diagramján a 4 differenciáló egység kimenetén mérhető differenciált jelet tüntettük fel mindhárom esetben, és a diagram dF/dt léptékben kalibrálható. A 4. ábra c. diagramján a 11 harmadik komparátor működésének szemléltetése céljából annak 111 jelbemenetére vezetett feszültséget szaggatott vonallal, és 112 referencia bemenetére vezetett jelet teljes vonallal adtuk meg. Alii jelbemenet Um feszültsége megegyezik a dF/dt jellel, a 112 jelbemenet Um feszültsége pedig a későbbiekben leírt módon szintén a dF/dt jelből származik. A 4. ábra d. diagramja mindhárom esetben a 11 harmadik komparátor U11 kimeneti feszültségét szemlélteti. Az I. esetten olyan terhelés erődiagramját tüntettük fel, amelynél a teher éppen a maximális megengedett értéknek felel meg. A 4a. ábrán láthatjuk, hogy az F erő a to időpontban eléri a beállított maximális értéket, tovább növekszik, és a L időpontban meghaladja a második küszöbszintet is, amely a 105%-os terhelésnek felel meg. Az erő ezt követően periodikusan ingadozik a maximális megengedett terhelés körül, és az emelőgép tartós túlterhelésnek nincs kitéve. Megjegyezzük, hogy a periodikus lengések okozta rövid idejű túlterhelés minden emelőgépnél fellép, és a gépek úgy vannak méretezve, hogy a névleges teher emelésekor fellépő, mintegy például 15%-os terhelési csúcsot kibírják. A túlterhelésvédelemnek akkor kell közbeavatkozni, ha a túlterhelés nem pillanatszerű, illetve ha a pillanatszerű csúcs a megengedett, például 15%-os túlterhelési csúcsot meghaladja. A 4a. ábrán ezt az F<jjnraax szintet szaggatott vonallal jelöltük. A 4b. ábrán a dF/dt jel alakulását figyelhetjük meg. Láthatjuk, hogy a differenciált jel a to és L időpontok között gyorsan csökken. Most az 1. ábrára hivatkozunk, és azt a 4. ábra diagramjaival összevetve láthatjuk, hogy a t0 időpont előtt a 4 differenciáló egység kimeneti dF/dt jele eljut a 11 komparátor 111 jelbemenetére, és a k osztási arányú (például k = 0,95) 9 feszültségosztón áthaladva a 8 vezérelt tároló kimenetén a k. dF/dt jel mérhető, és ez kerül a 11 harmadik komparátor 112 referencia bemenetére. A 10 feszült5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
