DE102005027338B4

DE102005027338B4 - Verfahren zum Betrieb der Systemanordnung eines Hubwerkes

Info

Publication number: DE102005027338B4
Application number: DE200510027338
Authority: DE
Inventors: Rahim Dr. 40699 Groß
Original assignee: MAT Malmedie Antriebstechnik GmbH
Current assignee: MAT Malmedie Antriebstechnik GmbH
Priority date: 2005-06-13
Filing date: 2005-06-13
Publication date: 2011-07-14
Anticipated expiration: 2025-06-14
Also published as: DE102005027338A1

Abstract

Verfahren zum Betrieb der Systemanordnung eines Hubwerkes, insbesondere für einen Containerkran zum Heben von Lasten, mit einem Getriebe und einem Motor, dessen Antriebswelle mit einer Getriebeeingangsseite verbunden ist, und die Getriebeausgangsseite mit einer Seiltrommel verbunden ist, und eine oder mehrere Bremsen zum Abbremsen und/oder Halten des Hubwerkes, dadurch gekennzeichnet, dass jede Bremse einzeln geprüft wird, indem der oder die Motoren einzeln oder zusammen gegen die einzelne Bremskraft gefahren wird und die Bremswirkung somit beurteilt werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb der Systemanordnung eines Hubwerkes.
Typische Hubwerke bestehen aus: Motor, Motorwelle, Kupplung, gegebenenfalls mit angebauter Bremsscheibe oder -trommel, Bremse, Getriebeeingangswelle, Getriebe, Getriebeausgangswelle, Kupplung, Seiltrommel mit Seilzug und angebauter Bremsscheibe oder -trommel und Sicherheitsbremse. Diese Anordnung kann in einem ein- oder mehrseitigen Getriebe oder in Kombination mehrerer Getriebe erfolgen.
Ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der EP 0 643 290 A1 bekannt. Bei diesem Verfahren wird die Größe des Bremsmoments gemessen und die Bremskraft davon abhängig nur so groß bemessen, dass die Last sicher gehalten wird. Das Bremsmoment wird im laufenden Betrieb kontinuierlich erfasst.
Weiterhin ist aus der DE 28 07 722 B2 eine Vorrichtung zur Prüfung eines Hebezeugs bekannt geworden. Diese Vorrichtung hat einen Prüfhebel, an dem ein einseitig ortsfest anlenkbarer Druckzylinder angreift. Der Prüfhebel ist mit der Antriebs- bzw. Bremswelle des Hubwerks über Spannbacken kraftschlüssig verbunden. Hierdurch lassen sich verschiedene Prüfbelastungen und Drehmomente erzeugen.
Solche Hubwerke sind nach dem heutigen Stand der Technik nicht ausreichend gegen Überlast gesichert. Insbesondere, wenn die zu hebende Last eingeklemmt ist, kann es zu erheblichen Überlasten kommen. Dabei wird die durch die Antriebsleistung aufgebrachte Last sogar zeitweise überschritten, wenn bei Auftreten der Verklemmung der oder die Motoren mit hoher Drehzahl durch eigene Schwungmasse viel Rotationsenergie gespeichert haben.
Stand der Technik sind Systeme, die durch Kraftmessungen und Torsionsspannungsmessung eine Reduzierung der Antriebsleistung des Motors einleiten. Jedoch führt auch hier die Zeitspanne, die von der Erfassung bis zur tatsächlichen Leistungsreduzierung benötigt wird, zu einer enormen Überlast.
In Ausnahmefällen werden spezifische Systeme zur Vermeidung von kritischen Betriebszuständen, deren -Ursache in einer Überlast liegt, mittels hydraulischer und/oder pneumatischer Nachgebesysteme unter Einsatz von Umlenkrollen im Seilzug durchgeführt. Des Weiteren können auf elektronischer Basis Messungen (z. B. Drehmoment, Drehzahl, etc.) an verschiedenen Kraftübertragungswellen durchgeführt und über eine entsprechende Steuerung ausgewertet werden.
Diese Systeme führen im kritischen Lastfall zur Einleitung von Bremsvorgängen und Motorabschaltung.
Weiterhin besteht bei solchen Hubwerken die Gefahr, dass die Bremsen die Last nicht mehr zu halten vermögen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass die Sicherheit bei einer Bewegung der Last weiter erhöht wird.
Die Aufgabe wird durch die Erfindung gemäß Anspruch 1 gelöst. Die zugehörigen Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Ausgestaltungen des mit dem Anspruch 1 beanspruchten Verfahrens. In der Zeichnung wird dies beispielhaft an einem zweiseitigen Getriebe dargestellt.
Dank der Erfindung werden vor dem Start des Hubwerks eine oder mehrere Bremsen getestet, indem sie zunächst angezogen werden und der Motor gestartet wird. Sofern die Bremskraft der getesteten Bremse ausreicht, um eine Bewegung der Seiltrommel zu verhindern, kann davon ausgegangen werden, dass die Bremskraft ausreichend ist. Hierdurch wird verhindert, dass der Motor eine Last zu heben vermag, welche bei einem anschließenden Ausfall des Motors nicht mehr von der Bremse gehalten werden kann. Der Motor wird bei dem Test der Bremse vorzugsweise mit Nennlast betrieben. Da Sensoren für die Drehzahl des Motors und für die Drehzahl der Seiltrommel meist ohnehin vorhanden sind erfordert die Erfindung keinen zusätzlichen baulichen Aufwand.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.
Das Hubwerk hat zwei Motoren 1, 1', die jeweils über Antriebswellen 2, 2', Kupplungen 3, 3' mit angesetzten Bremsscheiben 4, 4' oder Bremstrommeln, Bremsen 14, 14' und über Getriebeeingangswellen 5, 5' mit einem Getriebe 6 verbunden sind. Das Getriebe 6 treibt über Getriebeausgangswellen 7, 7' und Kupplungen 8, 8' Seiltrommeln 9, 9' an. Die Seiltrommeln haben einen Seilzug 12, 12' mit angesetzten Bremsscheiben 10, 10' oder Bremstrommeln und Sicherheitsbremsen 11, 11'. Erfindungsgemäß hat das Hubwerk in den Antriebswellen 2, 2' Einrichtungen 13, 13', die bei einer eine vorgesehene Last übersteigenden Überlast die Verbindung zwischen den Motoren 1, 1' und den Seiltrommeln 9, 9' ganz oder teilweise trennen. Damit wird verhindert, dass der Antrieb durch die Überlast ganz oder teilweise zerstört wird. Mit der Trennung der Motoren 1, 1' von den Seiltrommeln 9, 9' durch die Einrichtungen 13, 13' werden einige oder alle Bremsen 11, 11', 14, 14' aktiviert, wodurch die zu hebende Last gehalten wird. Durch die Trennung der Motoren 1, 1' vom Getriebe 6 wird auch die Einleitung von kinetischer Restenergie nach einem Abschalten der Motoren 1, 1' in die Seiltrommeln 9, 9' verhindert. In weiteren, nicht dargestellten Ausführungsformen kann die Einrichtung 13, 13' auch innerhalb des Getriebes 6 oder vor den Seiltrommeln 9, 9' angeordnet sein.
Weiterhin hat das Hubwerk zwei Steuereinheiten 15, 15' zur Ansteuerung der Bremsen 11, 11', 14, 14'. Die Steuereinheiten 15, 15' sind mit auf beiden Seiten der als Kupplung ausgebildeten Einrichtungen 13, 13' angeordneten Bewegungssensoren 16, 16' verbunden. Die Einrichtungen 13, 13' weisen einander gegenüberstehende Kupplungsscheiben 17, 17' mit auf dem Umfang angeordneten Zähnen 18, 18' auf. Die Bewegungssensoren 16, 16' zählen ein Vorbeibewegen der Zähne 18, 18' der Kupplungsscheiben 17, 17'. Die Steuereinheiten 15, 15' vergleichen die Anzahl der vorbeibewegten Zähne 18, 18' während einer vorgesehenen Zeitspanne und ermitteln daraus die Bewegungen der Kupplungsscheiben 17, 17'. Bei einer unbeabsichtigten Differenz der Bewegungen der Kupplungsscheiben 17, 17' steuert die Steuereinheit einen Teil oder sämtliche Bremsen 11, 11', 14, 14' an, worauf diese die Seiltrommeln 9, 9' anhalten. Die Bewegungssensoren 16, 16' sind vorzugsweise als Näherungsschalter ausgebildet.
Die Steuereinheiten sind zudem mit Drehzahlsensoren 19, 19', 20, 20' der Motoren 1, 1' und der Seiltrommeln 9, 9' verbunden. Damit können vor dem Betrieb des Hubwerks die Bremsen 11, 11' 14, 14' der Reihe nach getestet werden, indem die Steuereinheiten 15, 15' zunächst die Bremsen 11, 11' 14, 14' ansteuern wodurch die Bewegung der entsprechenden Bremsscheiben 4, 4', 10, 10' blockieren. Anschließend wird der Motor 1, 1' gestartet und die Drehzahlen der Seiltrommeln 9, 9' und gegebenenfalls der Motoren 1, 1' erfasst. Wenn beispielsweise trotz angezogener Bremsen 11, 11' 14, 14' die an der Seiltrommel 9, 9' angeordneten Drehzahlsensoren 20, 20' eine Bewegung der Seiltrommel 9, 9' über das normale Spiel hinaus erfassen, reicht die Bremsleistung für einen sicheren Betrieb des Hubwerks nicht aus. In diesem Falle wird eine Anzeigeeinheit 21, 21' für den Bediener des Hubwerks aktiviert und ein Neustart des Hubwerks verhindert oder ausschließlich ein Notbetrieb des Hubwerks ermöglicht.
In vielen Hubwerken ist nach Stand der Technik ein Kontrollsystem zur Überwachung von Drehzahlanomalien der einzelnen An- und Abtriebseinheiten (Alle Aggregate von Motor 1, 1' bis Bremsscheibe 10, 10' vorhanden, um eine Aktivierung der Sicherheitsbremsen 11, 11' bei Versagen eines der Aggregate zu ermöglichen. Dieses Versagen kann beispielhaft ein Bruch in den Antriebswellen 2, 2', 5, 5', 7, 7', der Kupplungen 3, 3', 8, 8' oder im Getriebe 6 sein. Bei dem Trennvorgang verändert sich das Verhältnis der Drehzahlen von Motor 1, 1' und Antriebswelle 2, 2' zu den Drehzahlen aller der Einrichtung 13 folgenden Aggregate.
Diese Veränderung wird automatisch durch das Kontrollsystem zur Überwachung von Drehzahlanomalien erfasst und kann entsprechend zur Einleitung von Bremsvorgängen genutzt werden.
Die Herabsetzung der Antriebsleistung des Motors beim Auftreten einer Überlast ist vorteilhaft, weil sie mit der Integration des gebräuchlichen Bremssystems 4, 14, 4', 14 zwischen Motor und Seiltrommel eine kompakte und kostengünstige Bauart darstellt. Stand der Technik ist, dass solche Aggregate auch direkt mit einer integrierten Kupplung ausgeführt werden.

Claims

Verfahren zum Betrieb der Systemanordnung eines Hubwerkes, insbesondere für einen Containerkran zum Heben von Lasten, mit einem Getriebe und einem Motor, dessen Antriebswelle mit einer Getriebeeingangsseite verbunden ist, und die Getriebeausgangsseite mit einer Seiltrommel verbunden ist, und eine oder mehrere Bremsen zum Abbremsen und/oder Halten des Hubwerkes, dadurch gekennzeichnet, dass jede Bremse einzeln geprüft wird, indem der oder die Motoren einzeln oder zusammen gegen die einzelne Bremskraft gefahren wird und die Bremswirkung somit beurteilt werden kann.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremskraft anhand einer definierten Motorleistung im Stillstand und/oder bei rotierender Bewegung des Motors geprüft wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremswirkung anhand der Bewegung am Getriebe, am Motor, an der Seiltrommel oder an einem dazwischengelegenen Aggregat direkt oder indirekt gemessen wird.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Messung der Bewegung der Seiltrommel der Motor abgeschaltet wird und anschließend eine weitere Bremse angezogen und der Motor wieder gestartet wird und dass die Bewegung im Hubwerk erneut gemessen wird.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Ermittlung der Bewegung des Hubwerkes über eine zulässige Toleranz hinaus bei angezogener Bremse der Motor abgeschaltet wird.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Ermittlung der Bewegung des Hubwerkes über eine zulässige Toleranz hinaus bei angezogener Bremse das Hubwerk in einen Notbetriebszustand, in der der Motor ausschließlich mit einer Teillast betrieben werden kann, versetzt wird.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Ermittlung der Bewegung des Hubwerkes über eine zulässige Toleranz hinaus bei angezogener Bremse ein weiterer Betrieb des Hubwerks zunächst blockiert wird.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Ermittlung der Bewegung des Hubwerkes über eine zulässige Toleranz hinaus bei angezogener Bremse eine Anzeigeeinheit für den Bediener des Hubwerks angesteuert wird.