CN111511671B - 自由下落绞车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自由下落绞车，其包括滚筒，所述滚筒可由绞车驱动器旋转驱动，其中提供有自由下落刹车器以用于在自由下落操作中制动所述滚筒。根据本发明，借助于检测装置来检测作用于所述自由下落绞车上的扭矩，所述扭矩取决于自由下落制动扭矩，且致动所述自由下落刹车器所凭借的刹车器致动力由控制装置根据所检测到的扭矩来控制或调整。

Description

自由下落绞车

技术领域

本发明涉及一种自由下落绞车，其具有可由绞车驱动器旋转驱动的滚筒，其中提供有自由下落刹车器以用于在自由下落操作中制动所述滚筒。

背景技术

自由下落绞车用于不同应用中，其中缠绕于绞车的滚筒上的绳或诸如带的另一拉动或提升构件将在较长距离上高速地退绕或降低，其中滚筒在无负荷操作中或多或少地无阻力旋转，或任选地，由于齿轮阻力，伴有轻微制动地旋转。这退绕有时叫作“自由下落”。这里，至少有必要在自由下落的末期相对迅速地制动提升滚筒，以避免绳的不受控制的进一步退绕，和作为这结果，在绞车滚筒上的松绳和松散的不整洁绳外观。

此类自由下落绞车可用于例如缆索式挖掘机中，例如，当在自由下落中将压实块降落至地面用于土壤压实时。举例来说，为此目的，通过在滚筒上使用的行星齿轮，将个别行星级去耦，使得压实负荷通过尽可能高的下落能量而到达地面。然而，在撞击地面前马上必须施加自由下落刹车器，使得在绞车滚筒上不会产生松绳。这程序按短间隔循环重复，借此自由下落刹车器的冷却油和刹车片的摩擦系数改变。挖掘机操作员因此必须连续重新调整自由下落绞车的制动。

当通过吊铲抓斗工作时，通过将缆索式挖掘机超结构旋转到例如采石场砾石，吊铲抓斗被抛入到采石坑里——以与通过鱼竿抛掷鱼钩类似的方式。当吊铲抓斗撞击水表面时，必须制动前面释放的滚筒以避免松绳。

通过泥浆墙抓岩机(借助于它挖掘非常深的地基)，抓岩机的降低以高度受控制的下落速率发生，其中所述下落速率已必须通过在降低期间制动自由下落刹车器以控制下落速率来控制。由于系统的加热和刹车片的摩擦系数的改变，这里还变得有必要的是，必须重新调整自由下落刹车器的制动力以按期望速度降低绳(具有连结到它的抓岩机)，并且在这样做时，维持某一绳张力。

还需要在不同处理工作期间能够易于通过手将绳从自由下落绞车拉开，例如，以将绳紧固至不同设备件。在这方面，还必须通过松开的自由下落刹车器来克服绞车内部的摩擦力，例如，在齿轮(绞车驱动器通过所述齿轮驱动滚筒)的区域中，和在自由下落刹车器自身的区域中。用手的话，这实际上特别不可能，其中冷润滑剂具有对应高的粘性，使得将需要通过绞车驱动器辅助，然而，以期望量对手动去除的此驱动辅助取决于润滑剂的温度。然而冷润滑剂需要更大辅助，以与仅具有仍然低的粘性的加热过的润滑剂相同等级的动力去除辅助可导致不合需要的快速退绕。

初始指定种类的自由下落绞车例如通过文件EP 0 538 662 B1来展示，其中绞车驱动器通过容纳于滚筒内部的两级行星齿轮变速箱来驱动滚筒。行星级中的一个的恒星齿轮可在这里由绞车驱动器驱动，并且可在另一方面通过止动闸来阻挡。从滚筒的相对端通过轴杆引出行星级中的一个的行星齿轮架，以能够在那里通过支撑于对侧支承板处的自由下落刹车器来制动。

此外还知晓与仅一个刹车器一起工作且同时使用止动闸作为自由下落刹车器的自由下落绞车。举例来说，DE 3 223 632 C2展示一种自由下落刹车器，其滚筒由液压电动机通过丙级行星齿轮变速箱来驱动，其中两个行星级共同的环形齿轮连接到制动板，直接作用于提升滚筒的凸缘皮带轮上的滚筒刹车器紧固至所述制动板。在刹车器闭合的情况下，通过所述刹车器将扭矩传输到提升滚筒，并且因此达成电动机与提升滚筒之间的连接，同时在刹车器松开时将行星齿轮变速箱与提升滚筒去耦，然而，这种刹车器布置仍然保留有描述的冷却问题。此外，必须通过凸缘皮带轮(刹车器在这里咬合)传输到滚筒套的高制动力必须被施加以在负荷操作中保留提升滚筒，例如，当保留大的升高负荷时。

从文件DE 101 16 342 C2已知一种凯利(Kelly)绞车，通过所述绞车来拉动绳，或在绳退绕时在滚筒处监测与其相关联的扭矩。为此目的，所述绞车驱动器通常可旋转地支撑于滚筒处，但通过杠杆形扭矩支撑件支撑于架子处，其中测量装置检测扭矩支撑件上的负荷以确定支撑的扭矩。取决于扭矩支撑件上的检测到的负荷控制绞车驱动器，使得扭矩支撑件上的某一负荷不下降，且因此在滚筒处维持伴随扭矩，且因此在绳处对应地维持残余张力以防止松绳。

文件DE 10 2014 109 918 A1此外展示一种钻孔设备，其钻孔工具可通过绞车沿着桅杆降低。驱动绞车的液压泵这里取决于借助于在绳的偏转滑轮处的力测量销测量的绳张力来控制。

发明内容

从这开始，本发明的基础目标为提供初始指定种类的改善的自由下落绞车，其避免了现有技术的劣势且进一步以有利方式发展了现有技术。应特别独立于润滑剂温度和润滑剂粘性的波动和自由下落刹车器垫的改变的摩擦系数使稳定的自由下落操作成为可能。此外应有利地使在自由下落操作和简单的手动移动操作中的绞车的过载保护有可能。

根据本发明，所述目标通过根据权利要求1所述的自由下落绞车和通过根据权利要求20所述的方法达成。本发明的优选实施例是附属权利要求的标的。

因此提议检测在自由下落操作中作用于自由下落绞车上的扭矩，和取决于此调整自由下落刹车器的致动功率。对自由下落操作具有不想要的效应的破坏或影响的量值可得到补偿，且可通过考虑在自由下落绞车处的实际作用的当前扭矩来达成稳定的自由下落操作。根据本发明，在自由下落绞车处作用且取决于自由下落制动扭矩的扭矩借助于检测装置检测，且致动自由下落刹车器所凭借的制动控制力由控制装置取决于检测到的扭矩来控制或调整。致动力在这里可特别通过改变的润滑剂温度和润滑剂粘性或通过自由下落刹车器的下降的摩擦系数来重新调整，以维持期望等级的自由下落制动扭矩。

在本发明的有利进一步开发中的这个过程中设置受控制的系统，为此目的，所述控制装置可包括控制模块，其取决于检测到的扭矩和可预先确定的期望值和/或参考值调节自由下落刹车器的制动控制力。所述控制器模块可在这里考虑例如期望制动扭矩，且可调整制动控制力，使得检测到的扭矩与想要的期望扭矩之间的差变得或保持尽可能小。所述期望制动扭矩可在这里例如由刹车踏板或刹车杆的位置定义，其中在刹车致动器与刹车踏板之间的强制耦合的意义上，自由下落刹车器的致动力不再通过踏板力或杆力来积极地控制。致动刹车踏板或刹车杆所凭借的控制距离和/或控制力被检测，且预先确定想要的期望制动扭矩，其中所述控制器模块调整刹车器的致动力，使得实际达成的实际制动扭矩尽可能地接近想要的期望扭矩。

替代地或另外，所述控制器模块可还将滚筒旋转速度和/或绳解开速度考虑为参考值，且可调整自由下落刹车器的制动控制力，使得按尽可能小的差来维持期望滚筒旋转速度和/或绳解开速度。为此目的，实际滚筒旋转速度和/或实际绳解开速度可借助于旋转速度检测器或速度检测器来检测。

为了确保尽可能准确的由自由下落刹车器诱发的扭矩的检测，所述扭矩可直接在驱动滚筒凭借的驱动系处检测，和/或直接在自由下落刹车器处和/或直接在另外存在的止动闸处检测，其中所述扭矩检测装置有利地能够直接与所述驱动系和/或直接与所述自由下落刹车器和/或直接与所述止动闸相关联。

所述扭矩检测装置可特别具有扭矩传感器，其集成于所述绞车驱动器中且与其驱动轴杆相关联用于检测所述绞车驱动器的驱动轴杆扭矩。所述扭矩传感器可例如布置于电动机外壳的内部中，或可旋转固定地连接到退出电动机外壳的短轴，其中扭矩传感器能够具有例如扭力测量装置，用于测量在驱动轴杆处产生的扭力。替代地或另外，这扭矩传感器还可与变速箱输入轴杆相关联，所述变速箱输入轴杆由绞车驱动器驱动，并且是绞车驱动器的驱动移动传输到滚筒所通过的变速箱的部分。

当自由下落刹车器与驱动系相关联和/或形成驱动系的部分和/或被布置为使得自由下落扭矩为扭矩传输和/或力传输以将绞车驱动器的驱动力或驱动扭矩传输到滚筒时，集成到绞车驱动器电动机内和/或变速箱内的扭矩传感器的这布置可特别有利。举例来说，自由下落刹车器可例如在正常绞车操作中留持传动元件，和/或相对于滚筒将其固定，使得绞车驱动器的驱动扭矩传输到滚筒，而在自由下落刹车器松开时，将所述传动元件释放且中断绞车驱动器与滚筒之间的驱动系。

举例来说，在作为行星齿轮变速箱的所述变速箱的配置上，所述自由下落刹车器可以所述方式留持或释放恒星齿轮或行星级中的环形齿轮，以将绞车驱动器的驱动移动传输或不传输到滚筒。

在电动机轴杆处和/或在变速箱输入轴杆处的扭矩传感器的所述布置在这里受到以下考虑：在将绞车驱动器的驱动移动传输到滚筒的变速箱处的所有扭矩的总和必须是0，由此得出，当自由下落刹车器在自由下落操作中提供有对应的制动扭矩时，由在电动机驱动轴杆处和/或在变速箱输入轴杆处的扭矩传感器测量的扭矩对应于自由下落制动扭矩。

替代地或另外，扭矩传感器可布置于止动闸处以确定在自由下落操作中在止动闸处诱发的止动闸的反应扭矩。为此目的，所述止动闸可本身可旋转地支撑，且可由支撑元件支撑，使得诱发的反应扭矩可由与这支撑元件相关联的力测量装置或由与支撑元件相关联的扭矩传感器确定。

在这方面，绞车驱动器可有利地连接到所述止动闸，且可特别紧固至由所述支撑元件支撑的止动闸的部分，使得在止动闸的支撑件处的反应力或反应扭矩在止动闸闭合的情况下和在止动闸松开的情况下提供期望扭矩信号。如果止动闸松开，那么扭矩传感器反映通过电动机感应并引入到止动闸的受支撑部分内的反应扭矩。

替代在止动闸处和/或在绞车驱动器处和/或在变速箱处的扭矩传感器，或除了所述扭矩传感器外，一个扭矩传感器还可直接与自由下落刹车器相关联以直接检测由自由下落刹车器提供的制动扭矩。自由下落刹车器本身可以可旋转地支撑，且可由支撑件以对抗旋转的方式支撑。例如呈力测量装置的形式的扭矩传感器与所述支撑件相关联以从支撑件处的反应力或反应扭矩确定自由下落制动扭矩。

替代地或另外，待检测的扭矩还可在自由下落绞车的两个支撑板中的一个处检测，并可用来控制或调节自由下落刹车器。

即使诸如绞手的冷却剂的温度改变和粘性改变的不想要的影响可受到由在绞车处的自由下落刹车器诱发的扭矩的检测补偿，和受到在自由下落刹车器的控制力的控制中考虑这情况补偿，在本发明的进一步开发中仍然可有利地是，避免了预先在自由下落绞车处和在自由下落刹车器的制动元件处的过度加热或过度温度波动。为此目的可有利地规定，布置自由下落刹车器使得自由下落刹车器也可在绞车操作中旋转，和/或也可用固定自由下落刹车器来旋转对侧支承板。为此目的，自由下落刹车器不再如先前通常地旋转固定地支撑于对侧支承板处，而是相反地，布置于滚筒的内部，在滚筒与绞车驱动器与止动闸之间。所述自由下落刹车器可特别布置于绞车驱动器及止动闸与滚筒之间，使得在自由下落刹车器松开时，滚筒从绞车驱动器并从止动闸去耦，且可相对于绞车驱动器和止动闸释放轮。

自由下落刹车器特别被布置为使得所述自由下落刹车器的至少一个部分始终与滚筒一起和/或与绞车驱动器一起旋转。不同于在对侧支承板处以立姿布置，可通过自由下落刹车器的连续离开来达成更好的冷却，这是由于围绕自由下落刹车器冲洗的冷却流体恒定地循环，或由于如果没有液体围绕自由下落刹车器冲洗，那么至少达成强制的对流。同时，归因于自由下落刹车器从对侧支承板的旋转去耦，避免了必须通过对侧支承板去除自由下落刹车器的制动扭矩。对侧支承板可因此仅被针对其支撑功能而设计，且可设计为不太结实。同时，也可在自由下落刹车器闭合时来旋转对侧支承板，这大体上简化了绞车的组合件。

在本发明的再一个开发中，自由下落刹车器的一半可旋转固定地连接到提升滚筒，且自由下落刹车器的另一半可旋转固定地连接到变速箱的传动元件，使得自由下落刹车器的至少一个部分形成为在自由下落刹车器松开和闭合时连同滚筒一起旋转。一个自由下落刹车器半部分到提升滚筒的旋转固定连接可在这里通过到提升滚筒的直接扣紧或通过间接扣紧(通过旋转固定地连接到提升滚筒的中间部分)而发生。

所述自由下落刹车器特别收纳于滚筒的滚筒套的内部，且在滚筒套处紧固至外自由下落刹车器部分，或紧固至刚性连接到其的套附接部分，使得所述外自由下落刹车器部分始终连同滚筒套一起旋转。由于在滚筒套内部的布置，自由下落刹车器可在油浴或冷却流体浴中运行，所述油浴或冷却流体浴提供于那里，并可有利地当变速箱有利地同时收纳于滚筒套内部时用来润滑和/或冷却变速箱。在此可达成自由下落刹车器的特别高效的冷却。

所述变速箱(绞车驱动器通过它驱动滚筒)可在这里有利地包括可收纳于滚筒内部的单级或多级行星齿轮变速箱。内自由下落刹车器部分可有利地旋转固定地连接到行星齿轮传动元件以连同所述行星齿轮传动元件一起旋转。取决于配置，其可为不同的行星齿轮传动元件。

自由下落刹车器可有利地通过致动单元致动(即，释放和/或固定)，所述致动单元可布置于滚筒的与绞车驱动器和/或止动闸相对设置的一侧上。

所述致动单元在这里有利地可旋转地被支撑于对侧支承板处，和/或被配置为本身可旋转，使得所述致动单元的至少一个部分也通过施加的自由下落刹车器相对于所述对侧支承板自由地可旋转。在这里无扭矩被传输到所述对侧支承板或支撑于所述对侧支承板上。

为了避免所述致动单元的轴向控制力引入到对侧支承板上，所述致动单元也可轴向支撑于滚筒自身处。

所述致动单元有利地至少部分(优选地，主要)在滚筒内延伸。

所述自由下落刹车器可有利地被配置为多盘刹车器，其中第一盘组能够旋转连接到滚筒，且第二盘组能够旋转固定地连接到传动元件。相互咬合的盘组有利地横向于(特别，垂直于)滚筒的旋转轴布置和/或可收纳于滚筒套的内部。

附图说明

以下将参考有利实施例更详细地解释本发明。图式中展示：

图1：根据本发明的有利实施例的自由下落绞车的示意性剖视图，其中扭矩传感器集成于绞车驱动器中且取决于检测到的扭矩调节自由下落刹车器的控制力；

图2：根据本发明的再一个有利实施例的自由下落绞车的示意性剖视图，其中扭矩传感器与止动闸相关联且检测在止动闸处的反应扭矩，其中部分视图(a)展示自由下落绞车的纵向剖面，且部分视图(b)展示止动闸的支撑杆和与其相关联的测力计的前视图；

图3：根据本发明的再一个有利实施例的自由下落绞车的示意性剖视图，其中扭矩传感器与止动闸相关联且检测在止动闸处的反应扭矩，其中部分视图(a)展示自由下落绞车的纵向剖面，且部分视图(b)展示止动闸的支撑杆和与其相关联的测力计的前视图，其中与图2相比，电动机不独立地支撑于固定位置处，而相反地紧固至止动闸的被支撑部分；

图4：根据本发明的再一个有利实施例的自由下落绞车的示意性剖视图，其中扭矩传感器直接与自由下落刹车器相关联，且其中部分视图(a)展示经由自由下落绞车的纵向剖面，且部分视图(b)展示自由下落刹车器的支撑杆的平面图，其中测力计与所述支撑杆相关联以检测反应扭矩；

图5：根据本发明的再一个有利实施例的自由下落绞车的示意性剖视图，其中扭矩传感器与止动闸相关联且检测在止动闸处的反应扭矩，其中部分视图(a)展示自由下落绞车的纵向剖面，且部分视图(b)展示止动闸的支撑杆和与其相关联的测力计的前视图，其中止动闸布置于与电动机相对设置的绞车侧上且连接到变速箱输入轴杆或通过中空轴杆与电动机输出轴杆连接；

图6：根据本发明的再一个有利实施例的自由下落绞车的示意性剖视图，其中扭矩传感器与在这里诱发的自由下落刹车器扭矩和/或反应扭矩引入到的绞车的支承板相关联；并且

图7：根据本发明的有利实施例的自由下落绞车的示意性剖视图，所述自由下落绞车具有不在固定位置的自由下落刹车器。

具体实施方式

如图1展示，自由下落绞车1包括滚筒2，其具有绳4可缠绕于其上的大致圆柱形滚筒套3。所述滚筒套3在其外侧可具有绳凹槽，用于以受控制的方式将绳4缠绕于滚筒2上的这个目的。所述滚筒套3由相应护板5侧向或在其端部处涵盖，所述护板5横向于滚筒套3的纵向轴线延伸，且突出于其外尺寸外。

滚筒2与圆柱形滚筒套3的纵向轴线平行地可旋转支撑。可为这个目的提供有滚筒2可旋转地支撑之处的一对支承板6和7。支承板6和7自身安装于提升绞车将用于其上的基底结构(例如，缆索式挖掘机的超结构)处。

提升绞车进一步包括绞车驱动器8，例如，呈电动机或液压电动机的形式，其可在滚筒2的一侧布置和支撑于固定位置中，例如，在那里提供的支承板6的外部，例如，支撑于所述支承板处。

绞车驱动器8可在这里通过变速箱9旋转驱动滚筒2，其中所述变速箱9有利地能够包括可配置为单级或多级的行星齿轮变速箱。

如图1展示，所述变速箱9可收纳于滚筒套3的内部，使得绞车驱动器8和变速箱9的主要部分在支承板6的相对设置的侧上延伸。

绞车驱动器8可例如是行星级的恒星齿轮，所述行星级布置于滚筒套3的内部且其行星载体可联接到再一个行星级的恒星齿轮。行星齿轮变速箱可在这里具有2个或3个或甚至更多个行星级以达成期望传动比。

为了能够将提升绞车留持或固定在负荷下，提供可在绞车驱动器8咬合的止动闸10。止动闸10可有利地布置于绞车驱动器8的远离所述变速箱9的侧上，特别与绞车驱动器8的输出轴杆同轴地布置。止动闸10可例如作用于电动机轴杆上，所述电动机轴杆可连接到在一侧上的先前指定的行星级的恒星齿轮且连接到在相对设置的侧上的止动闸10。

所述止动闸10可例如为多盘刹车器，其可由例如呈弹簧装置的形式的预负荷装置固定，且可由压力构件释放。

如图1展示，自由下落绞车进一步包括自由下落刹车器11，其可例如布置于与绞车驱动器8相对地设置的在滚筒2内的滚筒2的侧上。自由下落刹车器11可在这里有利地联接到变速箱9的传动元件以留持或释放所述传动元件，使得滚筒2通过变速箱9联接到绞车驱动器8，或可以自由旋转方式相对于其旋转。

通常存在用于这个的不同选项。自由下落刹车器11可例如阻挡或留持传动元件。行星齿轮变速箱的恒星齿轮或行星齿轮变速箱的环形齿轮可例如留持或阻挡于对侧支承板7处，使得传动元件可不再旋转，且将驱动移动传输到滚筒。在这情况中，对侧支承板7吸收对应的扭矩。如果释放所述恒星齿轮或环形齿轮，那么行星齿轮变速箱可以说是自旋，并且滚筒可在自由旋转的同时关于电动机旋转，其中仅必须克服变速箱的旋转阻力。

替代这种情况，所述传动元件(例如，所述恒星齿轮或所述环形齿轮)可留持于滚筒2自身处，使得当闭合自由下落刹车器11时其与滚筒2一起旋转。图7例如展示这实施例——在另一方面，其非常类似于根据图1的实施例。自由下落刹车器11在那里将所述变速箱9联接到滚筒2，使得自由下落刹车器11布置于绞车驱动器8与滚筒2之间的力流中。

根据图7的所述自由下落刹车器11可特别将变速箱9的传动元件连接到滚筒2，使得在自由下落刹车器11闭合时，所述传动元件可驱动滚筒2，且在自由下落刹车器11松开时，可以自由旋转方式将滚筒2从变速箱9旋转去耦。

自由下落刹车器11可有利地将行星齿轮变速箱的环形齿轮12有利地联接到滚筒套3，使得在自由下落刹车器11松开时，自由下落刹车器11的一部分连同滚筒套3一起旋转，且自由下落刹车器11的另一部分连同环形齿轮12一起旋转，使得所述环形齿轮12旋转。如图1展示，所述环形齿轮12可具有圆柱形延长部12a，其可充当刹车器载体且可旋转支撑于滚筒套3处。内自由下落刹车器部分11i可旋转固定地紧固至所述环形齿轮圆柱体12a，而外自由下落刹车器部分11a可旋转固定地紧固至滚筒套3的内套侧，或紧固至刚性连接到其的中间部分。

如图7展示，自由下落刹车器11可有利地配置为多盘刹车器，其两个相互咬合的盘组横向于滚筒2的旋转轴布置。第一盘组可旋转固定地紧固至滚筒套3的内侧，而第二盘组旋转固定地联接到后齿轮12或到另一传动元件。

自由下落刹车器11可完全收纳于滚筒套3的内部。

自由下落刹车器11可由致动装置13致动(即，释放和/或固定)，所述致动装置13可有利地同样至少主要地在滚筒套3的内部延伸。所述致动装置13可包括将自由下落刹车器11固定于预负荷下的预负荷装置14。所述预负荷装置14可例如为可对自由下落刹车器11的盘轴向加预负荷的弹簧装置，参看图1。

用于释放预负荷的压力构件装置可包括缸中活塞单元15，其一方面联接到内自由下落刹车器部分11i，并且另一方面联接到外自由下落刹车器部分11a，以将两个刹车器部分相互抵靠地施加张力或将其相互释放，其中缸中活塞单元15的激活方向为例如轴向，即，大体上关于滚筒2的旋转轴平行。

所述缸中活塞单元15可同样地至少部分收纳于滚筒2的内部。与这无关，缸中活塞单元15可相对于滚筒2可旋转地被支撑，和/或可轴向支撑于其处使得刹车力直接支撑于滚筒2处，参看图7。对侧支承板7特别保持可自由地旋转，与自由下落刹车器11被固定还是释放无关。对侧支承板7不需要吸收任何反应扭矩，即使自由下落刹车器被制动。

在正常提升操作中，所述自由下落刹车器11保持闭合，使得绞车驱动器8可驱动配置为行星齿轮变速箱的变速箱9，其中变速箱9的旋转移动被给到滚筒2上。

在根据图7的实施例中，自由下落刹车器11在正常提升或绞车操作中以滚筒2的旋转速度旋转，使得自由下落刹车器11的盘在油浴中循环，所述油浴提供于滚筒2的内部以使变速箱9润滑。为了放大循环效应，自由下落刹车器11的内和外部分可设置有凹槽，通过所述凹槽，油或冷却流体可更好地冲过自由下落刹车器。然而，自由下落刹车器11也可以直立方式支撑于对侧支承板处，如仍将作出解释。

在自由下落操作中释放自由下落刹车器11。同时，绞车驱动器8和/或止动闸10经制动使得变速箱9的输入轴杆固定。然而，由于所述恒星齿轮或环形齿轮由释放的自由下落刹车器11从滚筒套3去耦，因此滚筒2可旋转。

由于最终在变速箱9处的所有扭矩的总和必须为零，因此在变速箱9的连接到绞车驱动器8的输入侧处产生扭矩，其对应于自由下落刹车器11的制动扭矩，使得由自由下落刹车器扭矩诱发的扭矩也可在电动机侧处测量。

如图1展示，检测装置可特别集成于绞车驱动器8中用于检测扭矩，其中检测装置20例如能够具有扭矩传感器21，所述扭矩传感器21可坐落于电动机轴杆上或可至少在周边侧区段性地包围电动机轴杆。替代地或另外，如果驱动轴杆形成为中空的或具有对应的中空空间，那么测量元件还可布置于驱动轴杆的内部中。扭矩传感器21还可例如设置于电动机轴杆与变速箱输入轴杆之间的相交处。

由扭矩传感器21检测到的实际扭矩被供应到控制装置30，借助于所述控制装置30，控制或调整自由下落刹车器11的致动。所述控制装置30可特别包括调节器31，其取决于检测到的实际扭矩调节由致动装置13施加的刹车器控制力，使得由自由下落刹车器11实现的制动扭矩尽可能接近想要的期望扭矩。

想要的期望制动扭矩可由刹车踏板或由刹车杆预先确定，刹车杆的致动路径和/或致动力可由传感器查询。

如图1展示，还可将再一个参考值供应到调节器23，例如，按提升绞车的期望旋转速度的形式，在所述提升绞车处，滚筒2在自由下落操作中将绳退绕。调节器31可控制致动装置13，使得达成的旋转速度尽可能接近期望旋转速度。

油粘性和自由下落刹车器11的摩擦系数的改变的影响可通过所述调节或控制来减小，或在最好的情况下，完全消除。机器操作员的所述相互动作可任选地也被消除，明确地说，使得刹车踏板不再必须或多或少地强力致动。可例如输入控制信号“自由下落”，例如，通过触摸屏，于是在自由下落中操作自由下落绞车，且调节器31调节期望制动力以达成期望移出速度或滚筒旋转速度。在这方面，还可监测移出长度，以例如再次朝向期望自由下落的末期将绞车制动。

如图2展示，用于调节的实际扭矩还可在止动闸10处检测。止动闸10本身可为这目的而旋转固定地支撑，但由支撑件40以对抗旋转的方式支撑，参看图2。扭矩传感器21(例如，呈测力计的形式)可与支撑件40相关联，所述扭矩传感器21在自由下落操作中截取止动闸10的旋转以检测支撑件40的负荷和因此诱发的扭矩。

绞车驱动器8可在这里支撑于固定位置中，例如，固定支撑于支承板处。

在止动闸10处检测到的扭矩的实际值被按与针对图1描述的调节自由下落制动操作的方式类似的方式供应到控制装置30，明确地说，到其调节器31。

图3展示类似于图2的实施例，其中扭矩的实际值也在止动闸10这里检测到。止动闸10本身为这个目的又被可旋转地支撑，但通过支撑件40支撑，使得作用于止动闸上的扭矩可通过支撑臂的负荷的检测来检测到。不同于根据图2的实施例，在根据图3的实施例中，绞车驱动器8然而却不支撑于固定位置中，而是相反地旋转固定地紧固至止动闸10，更精确地，紧固至止动闸10的由支撑件40按先前描述的方式以对抗旋转的方式支撑的固定部分。

根据图3的实施例的优势最重要的是包括以下事实：可通过闭合的止动闸10和松开的止动闸10两种情况来测量诱发的扭矩。由于绞车驱动器8支撑于止动闸10处，因此由电动机或由绞车驱动器8施加的扭矩同样地通过支撑件40截取，并由相关联的扭矩传感器21测量。

如图4展示，待检测的扭矩还可直接在自由下落刹车器11自身处测量。自由下落刹车器11可为这目的本身可旋转地支撑，但是以与先前止动闸10类似的方式，由支撑件40以对抗旋转的方式支撑。作用于支撑件50处的力可借助于测力计检测，使得测力计和支撑件50的布置形成扭矩传感器21。

在自由下落刹车器11处获取的扭矩信号可以与先前描述的方式类似的方式供应到调节器31，以按期望方式调节自由下落刹车器的致动和控制其致动装置13。

如图5展示，先前描述的止动闸10也可布置于自由下落刹车器11的该侧。可布置于固定位置中或旋转固定位置中的绞车驱动器8的电动机轴杆可特别紧固至支承板6，和/或变速箱9的输入轴杆可例如通过中空轴杆传导到相对设置的绞车侧，且可在那里连接到止动闸10，参看图5。

止动闸10可在这里以与先前在根据图2的实施例中所描述类似的方式本身可旋转地支撑，且通过支撑件40以对抗旋转的方式支撑。与支撑件40相关联且可包括图5(b)中展示的测力计的扭矩传感器21检测在支撑件40处的负荷，和因此在止动闸10处诱发的扭矩。可以与先前所描述类似的方式将对应的扭矩信号供应到调节器31。

图6展示再一个实施例，根据所述实施例，也可在两个支承板6和7中的一个处测量扭矩，其中在图6中绘制的实施例中，扭矩传感器21与支承板6相关联。绞车驱动器8和/或止动闸10旋转固定地布置于所述支承板6处，使得在止动闸10处和/或在绞车驱动器8处诱发的扭矩起始在支承板6处的对应的反应扭矩，其可由扭矩传感器21测量。为这个目的，支承板可本身以在图6(b)中展示的方式可枢转地支撑，且可由测力计以对抗旋转的方式支撑并紧固。更精确地说，所述测力计可与轴承中的一个相关联，以测量由作用于支承板6上的扭矩诱发的作用于那里的负荷。

由呈所展示的测力计的形式的扭矩传感器21提供的扭矩信号可又以已描述的方式供应到调节器31。

通过测量在止动闸中的扭矩，可有利地改善或充分消除以下特征。

·在自由下落刹车器中的摩擦系数(刹车垫温度)的改变的影响可通过调节控制压力来补偿。

·与油粘性(和油温度)的独立性，因为其可同样地得到补偿。

·由于在提升绞车的系统内的创新测量的值检测，针对调节的特性值的检测变得更精确且独立于系统的影响值。

·因为自由下落刹车器以受调节的方式工作，所以对仪器的过载保护的设置是可能的。

·辨认到过高的自由下落制动扭矩，并且调节所述自由下落刹车器。

·可设置用于通过人力去除绳的支持模式，例如，在处理工作中(电动机在去除期间也驱动)。

·可再现用于关于受控制的自由下落的另外驱动器辅助系统的开放接口的提供。

·可提供有脚踏板到自由下落刹车器的无反馈联接的设置(期望值规范)。不需要由体力预先确定的致动的回落等级。可将踏板距离和踏板力用作期望值规范，自所述期望值规范，得出刹车器延迟或下落速度。

·在现有安装空间中的集成是可能的。证明过的自由下落刹车器原理得到极其改善。

·成本集中型零件的再开发并非必要。

·驱动器、止动闸和自由下落刹车器可被设计为液压致动和电致动两种。

Claims (22)

1.一种自由下落绞车，其具有可由绞车驱动器（8）旋转驱动的滚筒（2），其中提供有自由下落刹车器（11）用于在自由下落操作中制动所述滚筒（2），其特征在于，提供有检测装置（20）用于检测在所述自由下落绞车处作用且取决于所述自由下落刹车器（11）的自由下落刹车扭矩的力矩；且提供有控制装置（30）用于取决于所检测到的力矩来控制所述自由下落刹车器（11）的制动控制力。

2.根据权利要求1所述的自由下落绞车，其中所述控制装置（30）具有控制器模块（31）用于取决于所检测到的力矩来调节所述自由下落刹车器（11）的所述制动控制力。

3.根据权利要求2所述的自由下落绞车，其中期望制动扭矩可被供应到所述控制器模块（31），所述期望制动扭矩可由检测自由下落刹车踏板或自由下落刹车杆的控制距离和/或控制力的期望制动传感器预先确定；且其中所述控制器模块（31）被配置成调节所述制动控制力使得所检测到的力矩与可预先确定的所述期望制动扭矩之间的差尽可能地小。

4.根据权利要求2所述的自由下落绞车，其中所述滚筒（2）的期望旋转速度和/或绳（4）离开所述滚筒（2）的期望移出速度可被作为期望值和/或参考值而被指定给所述控制器模块（31）；其中提供有转速检测装置和/或速度检测装置用于检测所述滚筒（2）的实际旋转速度和/或所述绳（4）的实际移出速度；且其中所述控制器模块（31）被配置成控制所述自由下落刹车器（11）以使得所述实际旋转速度和/或所述实际移出速度尽可能接近所述期望旋转速度和/或所述期望移出速度。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的自由下落绞车，其中所述检测装置（20）具有集成于所述绞车驱动器（8）中的扭矩传感器（21）；且其中所述扭矩传感器（21）优选地直接布置于所述绞车驱动器（8）的电动机轴杆处。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的自由下落绞车，其中所述检测装置（20）具有与变速箱（9）的输入轴杆相关联的扭矩传感器（21），所述滚筒（2）可通过所述变速箱而由所述绞车驱动器（8）旋转驱动。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的自由下落绞车，其中所述检测装置（20）具有与止动闸（10）相关联的扭矩传感器（21），所述扭矩传感器（21）检测在自由下落操作中在所述止动闸（10）处诱发的扭矩。

8.根据权利要求7所述的自由下落绞车，其中所述绞车驱动器（8）旋转固定地紧固至所述止动闸（10），使得与所述止动闸（10）相关联的所述扭矩传感器（21）在止动闸（10）松开时也能检测由所述绞车驱动器（8）提供或截取的扭矩。

9.根据权利要求7所述的自由下落绞车，其中所述止动闸（10）被可旋转地支撑且由第一支撑件（40）以对抗旋转的方式支撑；且其中所述扭矩传感器（21）与所述第一支撑件（40）相关联。

10.根据权利要求1-4中任一项所述的自由下落绞车，其中所述自由下落刹车器（11）被可旋转地支撑且由第二支撑件（50）以对抗旋转的方式支撑；且其中所述检测装置（20）具有与所述自由下落刹车器（11）的所述第二支撑件（50）相关联的扭矩传感器（21）。

11.根据权利要求1-4中任一项所述的自由下落绞车，其中所述检测装置（20）具有与支承板（6、7）相关联的扭矩传感器（21），所述扭矩传感器（21）测量在自由下落操作中在所述支承板（6、7）中诱发的扭矩。

12.根据权利要求7所述的自由下落绞车，其中所述自由下落刹车器（11）布置于所述绞车驱动器（8）及所述止动闸（10）与所述滚筒（2）之间，使得所述滚筒（2）在自由下落刹车器（11）松开时从所述绞车驱动器（8）并从所述止动闸（10）去耦。

13.根据权利要求12所述的自由下落绞车，其中所述自由下落刹车器（11）被布置为使得所述自由下落刹车器（11）的至少一个部分（11a）被配置为连同所述滚筒（2）和/或连同所述绞车驱动器（8）一起旋转，且使得在自由下落刹车器（11）闭合的情况下，对侧支承板（7）亦保持不受扭矩作用，在所述对侧支承板（7）处，所述滚筒（2）可旋转地支撑于与所述绞车驱动器（8）及所述止动闸（10）相对地设置的另一侧上。

14.根据权利要求1-4中任一项所述的自由下落绞车，其中所述自由下落刹车器（11）被收纳于所述滚筒（2）的滚筒套（3）的内部中。

15.根据权利要求1-4中任一项所述的自由下落绞车，其中变速箱（9）包含被收纳于所述滚筒（2）的内部的单级或多级行星齿轮变速箱；且其中所述自由下落刹车器（11）在自由下落刹车部（11i）处旋转固定地紧固至行星齿轮传动元件。

16.根据权利要求7所述的自由下落绞车，其中所述自由下落刹车器（11）可由致动装置（13）致动，所述致动装置（13）布置于与所述绞车驱动器（8）及所述止动闸（10）相对地设置的所述滚筒（2）的另一侧上；且其中所述致动装置（13）可旋转地支撑于对侧支承板（7）处，和/或本身可旋转地形成，使得所述致动装置（13）的至少一个部分即使在自由下落刹车器（11）起制动作用时也可相对于所述对侧支承板（7）自由地旋转。

17.根据权利要求16所述的自由下落绞车，其中所述致动装置（13）具有用于致动所述自由下落刹车器（11）的旋转固定且可轴向调整的致动缸（13i），所述致动缸（13i）至少相对于所述自由下落刹车器（11）的一个部分和/或相对于所述滚筒（2）可旋转地被支撑。

18.根据权利要求1-4中任一项所述的自由下落绞车，其中所述自由下落刹车器（11）被配置为多盘刹车器；且其中第一盘组旋转固定地紧固至所述滚筒（2），且第二盘组旋转固定地紧固至变速箱（9）的传动元件。

19.根据权利要求1-4中任一项所述的自由下落绞车，其中连同所述滚筒（2）一起连续旋转的所述自由下落刹车器（11）的至少一个部分具备油传送轮廓和/或油循环轮廓。

20.根据权利要求19所述的自由下落绞车，其中，所述油传送轮廓和/或油循环轮廓呈冲刷凹槽的形式。

21.一种操作自由下落绞车（1）的方法，所述自由下落绞车（1）具有滚筒（2）、用于旋转驱动所述滚筒（2）的绞车驱动器（8）和用于在自由下落操作中制动所述滚筒（2）的自由下落刹车器（11），所述方法包括以下步骤：

在所述自由下落绞车（1）的自由下落操作中，由扭矩传感器（21）检测在所述自由下落绞车（1）处由所述自由下落刹车器（11）的制动扭矩诱发的力矩；以及

取决于所检测到的力矩来自动控制和/或调整用于致动所述自由下落刹车器（11）的制动控制力。

22.根据权利要求21所述的方法，其中，期望制动扭矩通过检测刹车踏板或刹车杆的控制距离和/或控制力而被预先确定；和/或其中，在自由下落操作中的所述滚筒（2）的期望旋转速度被预先确定；且其中，用于致动所述自由下落刹车器（11）的所述控制力由控制器模块（31）取决于所检测到的力矩来调节，使得所检测到的力矩与预先确定的所述期望制动扭矩之间的差尽可能小和/或检测到的所述滚筒（2）的实际旋转速度与预先确定的所述滚筒（2）的期望旋转速度之间的差尽可能小。

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