195160. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés emelőberendezés túlterhelés elleni védelmére
195160 1 A találmány tárgya kapcsolási elrendezés emelőberendezés túlterhelés elleni védelmére, amely erőjeladó kimenetére vezetett komparátort, a második komparátor kimenetére kapcsolt késleltetőt és egyik bemenetével a késleltető kimenetére csatlakoztatott VAGY-kaput tartalmaz, ahol a VAGY-kapu másik bemenetére az első komparátor van vezetve. Az emelőberendezések túlterhelés elleni védelme fontos biztonságtechnikai probléma. A korszerű megoldások szerint komparátort alkalmaznak, amely a horgon függő teher tömegével arányos jelet hasonlít össze megengedett terhelésre jellemző referenciaszinttel. Ha túlterhelés következik be, a komparátor kimenetén olyan jel továbbítódik, amelylyel az emelőberendezés további működése leállítható. Elméletileg a teher emelésekor az emelés irányában ébredő reakcióerő, vagyis például a darukban ébredő kötélerő egységugrás jellegű, tehát zérusról indulva gyakorlatilag elhanyagolható idő alatt felveszi állandósult értékét. A valóságban azonban ez nem teljesül, és különösen nem nagyobb terheket emelő szerkezetek esetében, amikor is az emelőszerkezet egyes elemeinek rugalmas alakváltozása az állandósult érték körüli aperiodikus erőváltozásokat hoz létre. Ez annyit jelent, hogy emeléskor az állandósult állapothoz viszonyítva jelentős, akár 20 ... 40%-os túllövések is előfordulhatnak. A komparátor önmagában ezért nem elegendő a meghatározható emelést is megengedő védelemre, hiszen szinte minden túllövést túlterhelésként értékelne és ezért az emelőberendezést gyakran feleslegesen kellene leállítani. Ezért alkották meg azokat a kapcsolási elrendezéseket, amelyekben az erőhatásra jellemző jel egyrészt késleltetéssel alacsonyabb összehasonlítási szinten kerül komparálásra, másrészt késleltetés nélkül olyan komparátorra kerül, amelynek összehasonlítási szintje a megengedett maximális terhelést képviseli, fgy a biztonsági határt jelentő terhelés elérésekor a kapcsolási elrendezés az emelőberendezés üzemét azonnal leállítja, míg a túllövés miatt keletkező, de a biztonsági határ alatt maradó terhelésnövekedést gyakorlatilag csak annak lecsengése után észleli. Ennek a megoldásnak a hátránya, hogy nehézkesen állítható be, és különösen a gyorsműködésű emelőberendezéseknél még a rövidebb késleltetési idő is veszélyes lehet. Így például, ha úszódaru horga víz alatti akadályba ütközik, amelyet a daru nem tud megemelni, a terhelés hirtelen rendkívüli mértékben megnövekszik, és még a rövid késleltetési idő sem előzheti meg a komoly károsodásokat. A találmány célja az ismertetett hátrányok megszüntetése. Alapja az a felismerés, hogy nemcsak a terhelés nagyságát, hanem a változás jellemzőit is követni kell. 2 2 A találmány feladata ennek megfelelően olyan kapcsolási elrendezés létrehozása, amellyel emelőberendezések terhelése jól követhető, veszélyhelyzetben az emelőberendezés működése azonnal leállítható. A kitűzött cél elérésére olyan kapcsolási elrendezést hoztunk létre, amely erőjeladó kimenetére vezetett, második komparátort, a második komparátor kimenetére kapcsolt késleltetőt és egyik bemenetével a késleltető kimenetére csatlakoztatott VAGY-kaput tartalmaz, ahol a VAGY-kapu másik bemenetére az első komparátor van vezetve, és a találmány szerint az erőjeladó kimenete differenciálóegységen és előjelmegállapító egységen keresztül van az első komparátorra vezetve, amelynek kimenete ÉS-kapu egyik bemenetére van vezetve, ahol az ÉS-kapu másik bemenete a második komparátor kimenetére van csatlakoztatva. Célszerűen az előjelmegállapító egység kiegészítő differenciálóegység. Univerzálisan alkalmazható a találmány szerinti kapcsolási elrendezés, ha az első és második komparátor egy-egy referencia-jeladóra van csatlakoztatva. A találmány szerinti kapcsolási elrendezéssel emelőberendezések hatékony védelme biztosítható dinamikus túlterhelés esetén is. A találmány tárgyát a továbbiakban példakénti kiviteli alak kapcsán, a csatolt rajzra hivatkozással ismertetjük részletesen. A rajzon az 1. ábra a terhelés változása emelőberendezésnél, míg a 2. ábra a találmány szerinti kapcsolási elrendezés tömbvázlata. Emeléskor a kötélben ébredő, a terhelésnek megfelelő erőt időben lezajló változása elvileg az 1. ábra folyamatos vonalának felelnek meg. Az emelést te időpontban indul, és a megemelt tömeg hatásara elméletileg Qn névleges terhelés alakul ki. Ez az a terhelési érték, amely az állandósult állapotra jellemző. Emelőberendezés alkalmazásakor a rugalmas erőhatások miatt a helyzet más. Mint az 1. ábra szaggatott vonalából látszik, az emelés kezdetekor a Q terhelés változása nem egységugrás-jellegű, hanem több lecsengő maximummal jellemzett görbe alakul ki. Az első maximum általában a terhelés Q* biztonsági határa és a Q„ névleges terhelés közötti középértéket jelentő Qm középterhelés között van. A komparálási szintet általában a Qm középterhelésre állapítjuk meg, amit t, időpontban ér el a terhelés értéke. Ezt követően t2 időpontban a terhelés visszatér a Qm középterhelés alá, és a Q„ névleges terhelés körül oszcillálva áll be végülis. Ahhoz, hogy a túlterhelés miatt az emelőberendezés kikapcsolása ne következzen be, az ismert megoldások szerint a komparálást legalább t2 — t, időtartamú késleltetéssel kell összekapcsolni. A találmány szerinti kapcsolási elrendezésben az emelőberendezés horgával vagy 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
