DE102019108411B4

DE102019108411B4 - Method and device for controlling a drive train, in particular on crane systems

Info

Publication number: DE102019108411B4
Application number: DE102019108411.3A
Authority: DE
Inventors: Achim Kiefel; Ulrich Lakenbrink
Original assignee: EMG Automation GmbH
Current assignee: EMG Automation GmbH
Priority date: 2019-04-01
Filing date: 2019-04-01
Publication date: 2020-12-03
Anticipated expiration: 2039-04-02
Also published as: DE102019108411A1

Abstract

Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines Antriebsstrangs (3) mit einem Antriebsmotor (5), einer Betriebsbremse (11) und einer im Antriebsstrang (20) getrennt von der Betriebsbremse (11) angeordneten Sicherheitsbremse (18), wobei das Verfahren umfasst:- gleichzeitiges Übermitteln eines Notstopp-Signals an die Betriebsbremse (11) und die Sicherheitsbremse (18), um beide Bremsen (11, 18) gleichzeitig zu aktivieren;- Kommunikation zwischen Betriebsbremse (11) und Sicherheitsbremse (18) mittels einer Steuereinrichtung (7) und Kommunikationsleitungen; und- Annähern der jeweiligen Bremsmomente der Betriebsbremse (11) und der Sicherheitsbremse (18).Method and device for controlling a drive train (3) with a drive motor (5), a service brake (11) and a safety brake (18) arranged in the drive train (20) separately from the service brake (11), the method comprising: - simultaneous transmission an emergency stop signal to the service brake (11) and the safety brake (18) in order to activate both brakes (11, 18) simultaneously; communication between the service brake (11) and the safety brake (18) by means of a control device (7) and communication lines; and approaching the respective braking torques of the service brake (11) and the safety brake (18).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern eines Antriebsstrangs mit einem Antriebsmotor, einer Betriebsbremse und einer Sicherheitsbremse bei motorgetriebenen Anlagen, wie Förderanlagen, insbesondere bei Krananlagen.The invention relates to a method and a device for controlling a drive train with a drive motor, a service brake and a safety brake in motor-driven systems, such as conveyor systems, in particular in crane systems.

Die kontinuierliche Vergrößerung der Containerschiffabmessungen führt zur Notwendigkeit größerer und schnellerer ship-to-shore-Krane. Als Konsequenz führt die größere installierte Motorleistung bei der Hubbewegung zu einer erhöhten Drehmasse, die beschleunigt und verzögert werden muss. Bei Schwerlasthubkränen führen plötzliche Bremsaktionen, die durch Notstopps oder Snag-load-Situationen versursacht werden, zum Risiko der Getriebebeschädigung infolge Überlastung. Die Ursache für eine solche Überlastung ergibt sich aus den erheblichen Bremsmomenten auf den beiden Seiten des Getriebes, auf dessen Ausgangs- bzw. Niederdrehzahlseite die schnell arbeitende Sicherheitsbremse angreift in Kombination mit der Betriebsbremse auf der Eingangs- bzw. Hochdrehzahlseite des Getriebes.The continual increase in container ship dimensions leads to the need for larger and faster ship-to-shore cranes. As a consequence, the greater installed motor power during the lifting movement leads to an increased rotating mass that has to be accelerated and decelerated. With heavy-duty lifting cranes, sudden braking actions caused by emergency stops or snag load situations lead to the risk of gearbox damage as a result of overloading. The cause of such an overload arises from the considerable braking torques on both sides of the transmission, on whose output or low-speed side the fast-working safety brake engages in combination with the service brake on the input or high-speed side of the transmission.

In einem Aufsatz „Intelligentes Bremsen“, Prof. Dr. Stefan Vöth, in „Hebezeuge Fördermittel“, Berlin 2015, Seiten 254 bis 255 ist ein Konzept für ein koordiniertes Bremsen zwischen einer Betriebsbremse und einer Sicherheitsbremse beschrieben, bei welchem ein gleichzeitiger Bremseingriff beider Bremsen sowie eine Abstimmung zwischen dem Bremseingriff der Betriebsbremse und der Sicherheitsbremse thematisiert ist. Eine Totzeit der Betriebsbremse soll dabei reduziert werden, und es werden entweder spezielle Bremsen mit regelbaren Bremsmomenten oder eine Mehrzahl von parallel angeordneten kleineren Bremsen für eine Abstimmung und Anpassung von Bremsmomenten der Sicherheitsbremsen zur Reduzierung der aufgebrachten mechanischen Belastungen beschrieben.In an essay "Intelligent Braking", Prof. Dr. Stefan Vöth, in “Hebezeuge Fördermittel”, Berlin 2015, pages 254 to 255 describes a concept for coordinated braking between a service brake and a safety brake, in which a simultaneous braking intervention of both brakes as well as a coordination between the braking intervention of the service brake and the safety brake is discussed. A dead time of the service brake is to be reduced, and either special brakes with controllable braking torques or a plurality of smaller brakes arranged in parallel for coordinating and adapting braking torques of the safety brakes to reduce the mechanical loads applied are described.

Dokument DE 10 2015 218 300 A1 offenbart einen motorbetriebenen Kranantrieb mit einem Bremssystem mit einer Sicherheitsbremse an einer Steiltrommel, welche über eine Steuerung und Signalleitungen mit einem Frequenzumrichter des Elektromotors des Antriebs der Krananlage gekoppelt ist, so dass eine elektronische Bremsung des Motors zeitgleich mit dem Einfall der Sicherheitsbremse vorgenommen werden kann. Mit einem Notstopp-Signal wird quasi eine Einleitung einer elektrischen Motorbremsung eines Antriebsmotors durchgeführt.document DE 10 2015 218 300 A1 discloses a motor-driven crane drive with a brake system with a safety brake on a steep drum, which is coupled to a frequency converter of the electric motor of the drive of the crane system via a control and signal lines, so that electronic braking of the motor can be carried out at the same time as the safety brake is applied. An emergency stop signal is used to initiate an electric motor braking of a drive motor.

Aus Dokument DE 10 35 336 B wiederum ist eine Bremsanordnung für Krananlagen bekannt, bei welcher unterschiedliche Momente in den mit einem Getriebe gekoppelten Wellen über ein Wächtergerät erfasst werden und bei welcher bei einem nicht synchron laufenden System eine Sicherheitsbremse an einer Bremstrommel aktiviert werden kann. From document DE 10 35 336 B In turn, a brake arrangement for crane systems is known in which different torques in the shafts coupled to a gear are detected by a monitoring device and in which a safety brake can be activated on a brake drum in a system that does not run synchronously.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antriebsstrang mit Betriebs- und Sicherheitsbremse so zu steuern, dass eine Getriebebeschädigung oder Beschädigung anderer Komponenten des Antriebsstrangs durch Überlastung vermieden wird.The invention is based on the object of controlling a drive train with service and safety brakes in such a way that damage to the transmission or damage to other components of the drive train due to overload is avoided.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die beiden Bremsen im Fall eines Notstopp-Signals gezielt miteinander in Kommunikation gesetzt werden und die jeweiligen Bremsmomente der Bremsen weitmöglichst synchronisiert werden. Insbesondere werden so die jeweiligen Bremsmomente aneinander angenähert durch eine erfindungsgemäße Steuerung und Kommunikation.This is achieved according to the invention in that, in the event of an emergency stop signal, the two brakes are set in communication with one another in a targeted manner and the respective braking torques of the brakes are synchronized as far as possible. In particular, the respective braking torques are thus approximated to one another by a control and communication according to the invention.

Die Synchronisierung bzw. Annäherung der Bremsvorgänge bzw. Bremsmomente von Betriebs- und Sicherheitsbremse wird dadurch erreicht, dass beispielsweise unter Berücksichtigung der Getriebeübersetzung an der Antriebs- und an der Abtriebsseite des Getriebes sowie weiterer erfasster Betriebsparameter eine möglichst gleichmäßige negative Beschleunigung bewirkt wird. Die aufzubringenden Bremsmomente auf der Antriebs- und auf der Abtriebsseite des Getriebes hängen von der jeweiligen Übersetzung des Getriebes und anderen Faktoren wie den Unterschieden der Schwungmassen auf der Antriebsseite und auf der Abtriebsseite ab. Erfindungsgemäß werden die Bremsmomente der Sicherheitsbremse und der Betriebsbremse aneinander angenähert und so zur Vermeidung von Momentenspitzen in den mechanischen Komponenten des Antriebsstrangs und insbesondere des Getriebes oder von Kupplungen synchronisiert. Unter „Synchronisieren“ wird in der vorliegenden Anmeldung eine weitgehende Annäherung, Anpassung oder Abstimmung verstanden, ohne dass es eine völlige Synchronisation der beiden Bremsen geben muss.The synchronization or approximation of the braking processes or braking torques of the service and safety brakes is achieved in that, for example, taking into account the gear ratio on the drive and output side of the gearbox as well as other recorded operating parameters, a negative acceleration that is as uniform as possible is achieved. The braking torques to be applied on the drive and output sides of the gearbox depend on the respective gear ratio of the gearbox and other factors such as the differences in the centrifugal masses on the drive side and on the output side. According to the invention, the braking torques of the safety brake and the service brake are brought closer to one another and thus synchronized to avoid torque peaks in the mechanical components of the drive train and in particular of the transmission or of clutches. In the present application, “synchronization” is understood to mean an extensive approximation, adaptation or coordination without the need for complete synchronization of the two brakes.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Steuern eines Antriebsstrangs mit einem Antriebsmotor, einer Betriebsbremse und einer im Antriebsstrangs getrennt von der Betriebsbremse angeordneten Sicherheitsbremse vorgesehen, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch

- gleichzeitiges Übermitteln eines Notstopp-Signals an die Betriebsbremse und die Sicherheitsbremse, um beide Bremsen gleichzeitig zu aktivieren;
- Kommunikation zwischen Betriebsbremse und Sicherheitsbremse mittels einer Steuereinrichtung und Kommunikationsleitungen; und
- Annähern der jeweiligen Bremsmomente der Betriebsbremse und der Sicherheitsbremse.

According to the present invention, a method for controlling a drive train with a drive motor, a service brake and a safety brake arranged in the drive train separately from the service brake is provided, the method being characterized by

- Simultaneous transmission of an emergency stop signal to the service brake and the safety brake in order to activate both brakes at the same time;
- Communication between the service brake and safety brake by means of a control device and communication lines; and
- Approaching the respective braking torques of the service brake and the safety brake.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, wie es in Anspruch 1 angegeben ist, wird so erreicht, dass die jeweiligen Bremsmomente der beiden im Falle eines Notstopp-Signals eingreifenden Bremsen, nämlich der Betriebsbremse und der Sicherheitsbremse aneinander gezielt angenähert werden. Auf diese Weise wird verhindert, dass es zu übermäßigen Lastspitzen in dem Antriebsstrang und insbesondere in dem Getriebe bzw. weiteren mechanischen Bauteilen der so gesteuerten Vorrichtungen kommt. Die Bremsmomente der Sicherheitsbremse und der Betriebsbremse werden sozusagen synchronisiert, d.h. sie werden jeweils aufeinander angeglichen, indem entweder das Bremsmoment der Sicherheitsbremse und / oder das Bremsmoment der Betriebsbremse gezielt verändert wird. Der Vorteil liegt darin, dass so mit rein steuertechnischen Maßnahmen eine Anpassung und Angleichung der Bremsmomente erzielt werden kann, ohne dass aufwendige bauliche Maßnahmen innerhalb des Antriebsstrangs oder der Hydraulikbauteile erforderlich sind. Die Bremsvorgänge der beiden im Notfall aktivierten Bremsen, der Betriebsbremse und der Sicherheitsbremse werden quasi so aufeinander abgestimmt, dass dann die normalerweise vorhandenen Überlastmomente deutlich reduziert werden. Erfindungsgemäß ist dabei eine Steuereinrichtung und Kommunikationsleitungen vorgesehen, welche eine Kommunikation zwischen der Betriebsbremse und der Sicherheitsbremse aufbauen können. Die Betriebsbremse kann quasi als Ausgangspunkt für die Anpassung des Bremsmoments der Sicherheitsbremse eingesetzt werden, indem mittels der Steuereinrichtung entsprechende Steuersignale in solch einem Fall eines Notstopps erzeugt werden.According to the method according to the invention, as specified in claim 1, it is achieved that the respective braking torques of the two brakes that intervene in the event of an emergency stop signal, namely the service brake and the safety brake, are specifically approximated to one another. In this way it is prevented that there are excessive load peaks in the drive train and in particular in the transmission or other mechanical components of the devices controlled in this way. The braking torques of the safety brake and the service brake are, so to speak, synchronized, ie they are each adjusted to one another by either changing the braking torque of the safety brake and / or the braking torque of the service brake in a targeted manner. The advantage is that, with purely technical control measures, an adaptation and equalization of the braking torques can be achieved without the need for complex structural measures within the drive train or the hydraulic components. The braking processes of the two brakes activated in an emergency, the service brake and the safety brake are more or less coordinated in such a way that the overload torques that normally exist are then significantly reduced. According to the invention, a control device and communication lines are provided which can establish communication between the service brake and the safety brake. The service brake can be used as a starting point for adapting the braking torque of the safety brake, in that appropriate control signals are generated by means of the control device in such a case of an emergency stop.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die Bremsabläufe der Betriebsbremse und der Sicherheitsbremse aneinander angenähert oder angepasst. Durch eine solche Annäherung oder Anpassung der Bremsabläufe der beiden Bremsen durch dafür vorgesehene Systeme oder Einrichtungen lässt sich das Risiko einer Getriebebeschädigung in Folge von Überlast weiter reduzieren. Auch werden Beschädigungen von anderen Bauteilen in dem Antriebsstrang effektiv vermieden. Die Bremsabläufe, das heißt der zeitliche Ablauf und die Anlegung des Bremsmomentes in der Stärke und in dem Verlauf können so mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gezielt für die Betriebsbremse und die Sicherheitsbremse aneinander angenähert werden. Die Erfindung erlaubt es somit, dass die schädlichen Spitzen in Momenten in dem Antriebsstrang aufgrund des Einfalls der Betriebsbremse und der Sicherheitsbremse nach einem Notfallsignal nicht zu stark ansteigen. Ein erfindungsgemäßes Angleichen der Bremsabläufe kann dabei durch jedes geeignete Mittel erfolgen, beispielsweise durch geeignete Regelkreise oder Steuerungskomponenten in dem Regelungs- und Steuerungssystem der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Mit dieser Maßnahme lässt sich eine weitere Synchronisierung der jeweiligen Bremsvorgänge erreichen. Beispielsweise kann ein Abbremsen der Bremsanlegung einer der beiden Bremsen so bewirkt werden, dass diese dem Bremsverlauf der anderen Bremse angenähert wird. Diese Angleichung oder Anpassung der Bremsabläufe erfolgt jeweils in den erforderlichen maximalen Bremszeiten, welche insbesondere für die Sicherheitsbremse festgelegt sind.According to an advantageous embodiment of the invention, the braking sequences of the service brake and the safety brake are approximated or adapted to one another. Such an approximation or adaptation of the braking processes of the two brakes by means of systems or devices provided for this purpose can further reduce the risk of gearbox damage as a result of overload. Damage to other components in the drive train is also effectively avoided. The braking processes, that is to say the time sequence and the application of the braking torque in terms of strength and course, can thus be brought closer together in a targeted manner for the service brake and the safety brake using the method according to the invention. The invention thus allows the damaging peaks in moments in the drive train not to rise too sharply due to the application of the service brake and the safety brake after an emergency signal. An adjustment of the braking processes according to the invention can take place by any suitable means, for example by suitable control circuits or control components in the regulation and control system of the device according to the invention. With this measure, a further synchronization of the respective braking processes can be achieved. For example, braking of the brake application of one of the two brakes can be brought about in such a way that it approximates the braking curve of the other brake. This adjustment or adaptation of the braking processes takes place in each case in the required maximum braking times, which are specified in particular for the safety brake.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind mit der Steuereinrichtung verbundene Sensoren zum Erfassen von Betriebsparametern der Bremsen und / oder des Antriebsstrangs vorgesehen und die Steuereinrichtung steuert ein Synchronisieren oder ein Annähern der Betriebsbremse und der Sicherheitsbremse auf Basis der mit den Sensoren erfassten Werte. Durch die zusätzliche Erfassung der Betriebsparameter der Bremsen oder Komponenten des Antriebsstrangs kann eine noch genauere Annäherung und Synchronisation der Bremsmomente oder der Bremsabläufe der Sicherheitsbremse und Betriebsbremse erreicht werden. Es können die jeweils vorherrschenden Betriebsbedingungen effektiv in die Notsteuerung solch eines Bremsfalls beim Eingreifen von Sicherheitsbremse und Betriebsbremse berücksichtigt werden. Die entsprechenden Komponenten zur Steuerung der Betriebsbremse und der Sicherheitsbremse sind dabei auch unter Berücksichtigung der vorhandenen erfassten Parameterwerte der Sensoren geregelt. Als mögliche Sensoren für die vorliegende Erfindung sind insbesondere Sensoren zur Erfassung einer Anpresskraft von den Bremsen sowie Sensoren zur Erfassung von Drehmomenten in dem Antriebsstrang bzw. im Getriebe vorgesehen. Selbstverständlich können im Rahmen der vorliegenden Erfindung unterschiedliche Arten und Formen von Sensoren in beliebiger Kombination eingesetzt werden. Die Parameterwerte der erfassten Sensorwerte lassen sich über die erfindungsgemäße Kommunikation zwischen der Steuerung sowie der Sicherheitsbremse und der Betriebsbremse direkt austauschen.According to a further advantageous embodiment of the invention, sensors connected to the control device are provided for detecting operating parameters of the brakes and / or the drive train, and the control device controls synchronization or approximation of the service brake and the safety brake based on the values detected by the sensors. By additionally recording the operating parameters of the brakes or components of the drive train, an even more precise approximation and synchronization of the braking torques or the braking processes of the safety brake and service brake can be achieved. The respectively prevailing operating conditions can effectively be taken into account in the emergency control of such a braking event when the safety brake and service brake intervene. The corresponding components for controlling the service brake and the safety brake are also regulated taking into account the existing recorded parameter values of the sensors. Possible sensors for the present invention are, in particular, sensors for detecting a contact force from the brakes and sensors for detecting torques in the drive train or in the transmission. Of course, different types and forms of sensors can be used in any combination within the scope of the present invention. The parameter values of the detected sensor values can be exchanged directly between the controller and the safety brake and the service brake via the communication according to the invention.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Betriebsbremse so ausgebildet, dass sie ab Eingang des Notstoppsignals innerhalb der Zeitdauer des Eingreifens der Sicherheitsbremse beginnt einzugreifen. Das Anlegen des Bremsmomentes durch die Betriebsbremse findet somit innerhalb des Eingreifens der Sicherheitsbremse nach Eingang eines Notstoppsignals statt. Die beiden Bremsen sind so auch hinsichtlich des Zeitpunkts des Eingreifens aufeinander abgestimmt. Hierdurch wird noch eine bessere Synchronisation der beiden Bremsen erreicht.According to a further advantageous embodiment of the invention, the service brake is designed such that it begins to intervene as soon as the emergency stop signal is received within the duration of the intervention of the safety brake. The application of the braking torque by the service brake thus takes place within the intervention of the safety brake after an emergency stop signal has been received. The two brakes are also coordinated with one another with regard to the time at which they intervene. This results in a better synchronization of the two brakes.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist ein Getriebe zwischen der Betriebsbremse und der Sicherheitsbremse in dem Antriebsstrang ein Übersetzungs- oder Untersetzungsverhältnis auf, wobei dieses Übersetzungs- oder Untersetzungsverhältnis beim Annähern der Bremsmomente oder Bremsabläufe der beiden Bremsen in der Steuereinrichtung berücksichtigt wird. Mit der Berücksichtigung der Getriebeverhältnisse auf der Antriebs- und Abtriebsseite des Getriebes werden die Anpassung und Annäherung der beiden Bremsmomente oder Bremsabläufe der Betriebsbremse und der Sicherheitsbremse weiter optimiert. Die Getriebeverhältnisse haben Einfluss auf die Stärke der schädlichen Überlastspitzen, welche im Falle eines Notstopps auf die mechanischen Komponenten, insbesondere das Getriebe und die Kupplungen wirken.According to a further advantageous embodiment of the invention, a transmission has between the service brake and the safety brake in the drive train have a transmission or reduction ratio, this transmission or reduction ratio being taken into account in the control device when the braking torques or braking processes of the two brakes are approached. With the consideration of the gear ratios on the drive and output side of the gear, the adaptation and approximation of the two braking torques or braking processes of the service brake and the safety brake are further optimized. The gear ratios have an influence on the strength of the harmful overload peaks, which in the event of an emergency stop affect the mechanical components, in particular the gearbox and the clutches.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden unterschiedliche Schwungmassen auf der Antriebsseite und der Abtriebsseite des Antriebsstrangs berücksichtigt. Ähnlich wie die Getriebeverhältnisse haben die Schwungmassen auf den jeweiligen Antriebs- und Abtriebsseiten derartiger Bremssysteme mit einer Sicherheitsbremse und einer Betriebsbremse einen erheblichen Einfluss auf die erzeugten Momente und möglichen Überlastspitzen im Falle eines Notstopps. Mit dieser Maßnahme der Berücksichtigung von den jeweils speziell vorhandenen Schwungmassen lässt sich die Steuerung zum Synchronisieren der beiden Bremsen noch weiter optimieren und auf die jeweils vorhandenen tatsächlichen Gegebenheiten besser anpassen.According to a further advantageous embodiment of the invention, different centrifugal masses are taken into account on the drive side and the output side of the drive train. Similar to the gear ratios, the centrifugal masses on the respective drive and output sides of such brake systems with a safety brake and a service brake have a significant influence on the torques generated and possible overload peaks in the event of an emergency stop. With this measure of taking into account the specific flywheel masses present in each case, the control for synchronizing the two brakes can be optimized even further and better adapted to the actual circumstances present in each case.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erzeugt die Steuereinrichtung ein Steuersignal zum Annähern der Bremsmomente der beiden Bremsen, welches an elektrische, hydraulische und / oder pneumatische Komponenten der Bremsen bzw. der Regelung der Bremsen mittels Kommunikationsleitungen übertragen wird. Die Steuersignale werden erfindungsgemäß direkt zwischen den einzelnen Komponenten kommuniziert, so dass eine schnellere Anpassung und Annäherung der beiden Bremsen aneinander möglich wird. Bei der Ansteuerung werden insbesondere elektrische, hydraulische und / oder pneumatische Komponenten mit dem Steuersignal jeweils direkt über Kommunikationsleitungen versorgt. Das Verwenden von pneumatischen Komponenten kann beispielsweise von Vorteil sein, wenn die jeweilige Steuerung und Regelung auf pneumatische Komponenten zurückgreifen. Dies hat ferner den Vorteil, dass auch ein Proportionalventil hier Verwendung finden kann. Alternativ können auch hydraulische oder elektrische oder aber auch elektrohydraulische Komponenten mit dem Steuersignal erfindungsgemäß versorgt werden, um eine gute Annäherung bzw. die Synchronisation der beiden Bremsen soweit als möglich zu erreichen.According to a further advantageous embodiment of the invention, the control device generates a control signal for approximating the braking torques of the two brakes, which is transmitted to electrical, hydraulic and / or pneumatic components of the brakes or the regulation of the brakes by means of communication lines. According to the invention, the control signals are communicated directly between the individual components so that the two brakes can be adapted and brought closer to one another more quickly. During activation, in particular electrical, hydraulic and / or pneumatic components are supplied with the control signal directly via communication lines. The use of pneumatic components can be advantageous, for example, if the respective control and regulation use pneumatic components. This also has the advantage that a proportional valve can also be used here. Alternatively, hydraulic or electrical or also electrohydraulic components can be supplied with the control signal according to the invention in order to achieve a good approximation or synchronization of the two brakes as far as possible.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein einstellbares Regelventil vorgesehen, welches zum Annähern der Bremsmomente der Bremsen angesteuert wird. Das einstellbare Regelventil ist beispielsweise ein Hydraulikventil mit verstellbarem Strömungsdurchsatz. Alternativ kann eine einstellbare Drossel statt eines einstellbaren Regelventils vorgesehen werden oder ein anderes äquivalentes Regelungsorgan. Mit solch einer Maßnahme lässt sich durch einen einfachen hydraulischen Regelkreis eine effektive erfindungsgemäße Steuerung der anzulegenden Bremsmomente der beiden Bremsen, der Sicherheitsbremse und der Betriebsbremse, in dem Fall eines Notstoppsignals realisieren.According to a further advantageous embodiment of the invention, an adjustable control valve is provided which is controlled to approximate the braking torques of the brakes. The adjustable control valve is, for example, a hydraulic valve with an adjustable flow rate. Alternatively, an adjustable throttle can be provided instead of an adjustable control valve or another equivalent control element. With such a measure, an effective control according to the invention of the braking torques to be applied of the two brakes, the safety brake and the service brake, in the event of an emergency stop signal, can be implemented using a simple hydraulic control circuit.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird ein Bremsvorgang der Betriebsbremse oder der Sicherheitsbremse durch ein Steuersignal gezielt verzögert oder kurzzeitig unterbrochen, um eine Annäherung der beiden Bremsmomente oder der Bremsabläufe der beiden Bremsen zu erreichen, kann so erfindungsgemäß gezielt in den Bremsvorgang mit dem Steuersignal eingegriffen werden, beispielsweise durch eine gezielte Verzögerung über eine gewisse Zeit hin oder gar über eine kurzzeitige Unterbrechung der Bremskraft einer der beiden Bremsen.According to a further advantageous embodiment of the invention, a braking process of the service brake or the safety brake is deliberately delayed or briefly interrupted by a control signal in order to achieve an approximation of the two braking torques or the braking processes of the two brakes, so according to the invention can specifically intervene in the braking process with the control signal are, for example, through a targeted delay over a certain time or even through a brief interruption of the braking force of one of the two brakes.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Steuereinrichtung angepasst um vor Eingang eines bevorstehenden Notstoppsignals die Betriebsbremse in eine Anlegestellung nahe einem Eingreifen der Bremse zu verstellen. Mit solch einem vorausschauenden Schritt, um eine anstehende Notstoppsituation zu erkennen, lässt sich der dann im Notfall notwendige Bremsvorgang der Betriebsbremse weiter verkürzen. Die Bremse befindet sich quasi dann schon in einem fast angelegten Zustand, sodass nur relativ kurze Verstellwege für das vollständige Anlegen des Bremsmomentes mehr erforderlich sind. Dies erhöht weiter die Effizienz des erfindungsgemäßen Verfahrens.According to a further advantageous embodiment of the invention, the control device is adapted to move the service brake into a landing position close to an engagement of the brake before an impending emergency stop signal is received. With such a forward-looking step in order to recognize an upcoming emergency stop situation, the braking process of the service brake that is then necessary in an emergency can be further shortened. The brake is then in an almost applied state, so that only relatively short adjustment paths are required for the complete application of the braking torque. This further increases the efficiency of the method according to the invention.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird eine Bremsschließzeit der Sicherheitsbremse innerhalb einer maximal zulässigen Schließzeit gezielt variiert oder verzögert. Mit dieser Maßnahme lässt sich die Sicherheitsbremse auf die Betriebsbremse hin in dem Betriebsablauf anpassen, sodass die Bremsmomente aneinander besser angenähert werden. Die Entstehung von Überlastspitzen in dem Fall eines Notstopps kann so wirksam verringert oder gar vermieden werden.According to a further advantageous embodiment of the invention, a brake closing time of the safety brake is specifically varied or delayed within a maximum permissible closing time. With this measure, the safety brake can be adapted to the service brake in the operating sequence so that the braking torques are more closely approximated to one another. The creation of overload peaks in the event of an emergency stop can thus be effectively reduced or even avoided.

Die Erfindung betrifft ebenso eine Vorrichtung zum Steuern eine Antriebsstrangs gemäß Anspruch 12 mit einem Antriebsmotor, einer elektrohydraulischen Betriebsbremse und im Antriebsstrang getrennt von der Betriebsbremse angeordneten hydraulischen Sicherheitsbremse, welche beide über ein Notstopp-Signal simultan aktivierbar sind, wobei eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, welche zum Ansteuern der Bremse mittels eines Steuersignals über Kommunikationsleitungen ausgebildet ist, und welche mit Sensoren zum Erfassen von Betriebsparametern des Antriebsstrangs oder der Bremsen verbunden ist, wobei Mittel zum Annähern der jeweiligen Bremsmomente der Betriebsbremse und der Sicherheitsbremse nach Eingang des Notstopp-Signals vorgesehen sind. Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung ist so mit spezifischen Mitteln zum Synchronisieren bzw. Annähern der Bremsmomente der beiden Bremsen (Betriebsbremse und Sicherheitsbremse) ausgestattet. Nach Eingang eines Notstopp-Signals können so die jeweiligen Bremsmomente aneinander angenähert werden. Die Steuervorrichtung ermöglicht sowohl eine Beeinflussung des Bremsmomentes der Betriebsbremse als auch der Sicherheitsbremse, sodass eine gezielte Beeinflussung zum Annähern bzw. aufeinander Abstimmen der beiden Bremsen ermöglicht wird. Die Mittel zum Annähern können sowohl elektrische als auch hydraulische oder pneumatische Komponenten innerhalb des Regelkreises der beiden Bremsen sein. Auch können Kombinationen von elektrohydraulischen und elektrischen Bauteilen vorgesehen werden, sofern diese ausgebildet und angepasst sind, um die beiden Bremsmomente der Betriebsbremse und der Sicherheitsbremse jeweils einander anzupassen bzw. zu synchronisieren.The invention also relates to a device for controlling a drive train according to claim 12 with a drive motor, an electrohydraulic service brake and arranged in the drive train separately from the service brake hydraulic safety brake, both of which can be activated simultaneously via an emergency stop signal, a control device being provided which is designed to control the brake by means of a control signal via communication lines and which is connected to sensors for detecting operating parameters of the drive train or the brakes, wherein Means are provided for approximating the respective braking torques of the service brake and the safety brake after receipt of the emergency stop signal. The control device according to the invention is thus equipped with specific means for synchronizing or approximating the braking torques of the two brakes (service brake and safety brake). After an emergency stop signal has been received, the respective braking torques can be approximated to one another. The control device enables both the braking torque of the service brake and the safety brake to be influenced, so that a targeted influencing of the approach or coordination of the two brakes is made possible. The means for approaching can be electrical as well as hydraulic or pneumatic components within the control loop of the two brakes. Combinations of electrohydraulic and electrical components can also be provided, provided they are designed and adapted in order to adapt or synchronize the two braking torques of the service brake and the safety brake.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann so eine wirksame Angleichung bzw. Synchronisierung der Sicherheitsbremse und Betriebsbremse erreicht werden. Unter Berücksichtigung von den beiden Bremsmomenten der Sicherheitsbremse und der Betriebsbremse sowie gegebenenfalls weiterer Parameter wie einer Getriebeübersetzung oder von Sensorwerten von Komponenten des Systems, lässt sich so die Entstehung von Momentenspitzen in den mechanischen Komponenten des Antriebsstrangs sicher reduzieren oder gar ganz vermeiden. Die beiden Bremsen können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ohne großen baulichen Aufwand aneinander angeglichen werden. Dabei wird erfindungsgemäß sowohl die Antriebsseite als auch die Abtriebsseite eines Getriebes von dem Antriebsstrang berücksichtigt. Die Angleichung kann entweder durch eine Beeinflussung der Stärke eines Bremsmomentes oder durch eine Angleichung der Bremsabläufe beider Bremsen oder nur einer der beiden Bremsen erfolgen. Mit der Vorrichtung nach der Erfindung kann so eine Beschädigung eines Getriebes oder von Kupplungen eines Antriebsstrangs vermieden werden. Die Belastungen in den mechanischen Komponenten in dem gesamten Antriebsstrang werden insgesamt deutlich reduziert. Durch ein quasi synchrones oder aneinander angeglichenes Schließen der Betriebsbremse und der Sicherheitsbremse werden angepasste Bremssituationen in der Sicherheitsbremse und der Betriebsbremse in solch einem Notstoppfall erzeugt. Mit der Erfindung kann auch das Phänomen eines sogenannten Umschlagens von Zahnflanken in den Verzahnungen des Getriebes vermieden werden und einem Zahnbruch dadurch vorgebeugt werden. Das Umschlagen ist eine Art Rückkopplung auf die Zahnflanken zwischen einer Antriebsseite und einer Abtriebsseite, welches aufgrund der unterschiedlichen Antriebs- und Abtriebssituationen in solch einem Notstoppfall bei herkömmlichen derartigen Systemen häufig vorkommt. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass das System kontinuierlich arbeitet und im Falle eines Notstopps eine Wiederrückstellung (Reset) des Systems nicht erforderlich ist. Auch lässt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung leicht sowohl in Neuanlagen als auch in bestehenden Anlagen als Nachrüstkomponente in bestehenden Krananlagen oder ähnlichem einbauen.With the device according to the invention, an effective adjustment or synchronization of the safety brake and service brake can be achieved. Taking into account the two braking torques of the safety brake and the service brake as well as other parameters such as a gear ratio or sensor values from components of the system, the generation of torque peaks in the mechanical components of the drive train can be safely reduced or even avoided entirely. The two brakes can be adjusted to one another with the device according to the invention without great structural effort. According to the invention, both the drive side and the output side of a transmission are taken into account by the drive train. The adjustment can take place either by influencing the strength of a braking torque or by adjusting the braking processes of both brakes or only one of the two brakes. With the device according to the invention, damage to a transmission or to clutches of a drive train can be avoided. The loads on the mechanical components in the entire drive train are significantly reduced overall. By closing the service brake and the safety brake in a quasi-synchronous or adjusted manner, adapted braking situations are generated in the safety brake and the service brake in such an emergency stop. With the invention, the phenomenon of a so-called turning over of tooth flanks in the toothing of the gear can be avoided and a tooth breakage can be prevented as a result. The turning is a kind of feedback on the tooth flanks between a drive side and an output side, which often occurs in conventional systems of this type in such an emergency stop due to the different drive and output situations. Another advantage of the invention is that the system works continuously and in the event of an emergency stop it is not necessary to reset the system. The device according to the invention can also be easily installed both in new systems and in existing systems as a retrofit component in existing crane systems or the like.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Mittel zum Annähern der beiden Bremsen, der Sicherheitsbremse und der Betriebsbremse elektrische, hydraulische und / oder pneumatische Bauteile in einem Regelkreis der Betriebsbremse und / oder der Sicherheitsbremse. Die erfindungsgemäße Steuerung zum Annähern bzw. zum Synchronisieren der Bremsen kann so vorteilhafterweise in einem vorhandenen Regelkreis der Bremsen mit eingebaut werden, ohne dass aufwendige zusätzliche bautechnische Maßnahmen erforderlich sind. Die hydraulischen Komponenten des Regelkreises werden beispielsweise einfach entsprechend angepasst. Alternativ können auch elektrische oder pneumatische Bauteile hierzu verwendet werden, wobei mit pneumatischer Regelung der Vorteil gegeben ist, dass auch der Einsatz von Proportionalventilen möglich ist. Selbstverständlich sind erfindungsgemäß auch Kombination von elektrisch hydraulischen oder elektrisch pneumatischen Bauteilen zur Steuerung gemäß der Erfindung möglich.According to an advantageous embodiment of the device according to the invention, the means for bringing the two brakes, the safety brake and the service brake closer together are electrical, hydraulic and / or pneumatic components in a control loop of the service brake and / or the safety brake. The control according to the invention for approaching or synchronizing the brakes can thus advantageously be incorporated into an existing control loop of the brakes without the need for complex additional structural measures. The hydraulic components of the control loop are simply adapted accordingly, for example. Alternatively, electrical or pneumatic components can also be used for this purpose, with pneumatic control having the advantage that the use of proportional valves is also possible. Of course, according to the invention, combinations of electrically hydraulic or electrically pneumatic components for control according to the invention are also possible.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Sicherheitsbremse ein regelbares Hydraulikventil vorgeschaltet, welches über ein Steuersignal seitens der Steuereinrichtung oder seitens der Betriebsbremse zur Beeinflussung des Bremsmomentes oder des Bremsablaufs der Sicherheitsbremse regelbar ist. Mit dieser Maßnahme kann gezielt auf die jeweilige Notfallsituation Einfluss genommen werden, indem das Steuersignal direkt an die Sicherheitsbremse geliefert wird, um deren Bremsablauf oder deren Bremsstärke entsprechend einer Annährung der beiden Bremsen zu regeln.According to a further advantageous embodiment of the invention, the safety brake is preceded by a controllable hydraulic valve which can be controlled via a control signal from the control device or from the service brake to influence the braking torque or the braking sequence of the safety brake. With this measure, the respective emergency situation can be influenced in a targeted manner in that the control signal is delivered directly to the safety brake in order to regulate its braking sequence or its braking intensity in accordance with an approach of the two brakes.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die elektrohydraulische Betriebsbremse einen Synchronmotor als Stellantrieb mit einem programmierbaren Frequenzumrichter zum Annähern der Betriebsmomente oder Bremsabläufe der Sicherheitsbremse und der Betriebsbremse auf. Mit solch einem Synchronmotor kann im Vergleich zu den herkömmlicherweise verwendeten Asynchronmotoren eine gezielte und sehr schnelle Anpassung der Drehzahl des Motors der Betriebsbremse erfolgen. Im Zusammenhang mit dem auf die jeweilige Situation abgestimmten Frequenzumrichter kann der Synchronmotor sehr viel exakter und sehr viel schneller auf die jeweilige Notfallsituation reagieren. Ein sehr exaktes Beeinflussen der Bremskraft der Betriebsbremse für ein Annähern der Bremsmomente oder Bremsabläufe der Betriebsbremse und der Sicherheitsbremse ist somit möglich. Die Steuerparameter für solch einen Synchronmotor können beispielsweise vorab in einem Werk in der Produktion in dem Frequenzumrichter eingestellt werden und an Ort und Stelle eines Hubwerks mit einem entsprechenden zu betätigenden Kran an die jeweiligen Besonderheiten und Gegebenheiten des Hubwerks angepasst werden. Dabei können der Typ der Betriebsbremse, die Art des Getriebes, der Typ der Sicherheitsbremse, eine Einstellung der Sicherheitsbremse und weitere Parameter dann vor Ort entsprechend an dem einstellbaren Frequenzumrichter programmiert werden.According to a further advantageous embodiment of the invention, the electrohydraulic service brake has a synchronous motor as an actuator with a programmable frequency converter for approximating the operating torques or Brake processes of the safety brake and the service brake. With such a synchronous motor, compared to the conventionally used asynchronous motors, the speed of the motor of the service brake can be adjusted very quickly and in a targeted manner. In conjunction with the frequency converter that is tailored to the particular situation, the synchronous motor can react much more precisely and much faster to the particular emergency situation. A very precise influencing of the braking force of the service brake for an approximation of the braking torques or braking processes of the service brake and the safety brake is thus possible. The control parameters for such a synchronous motor can, for example, be set in advance in the production facility in the frequency converter and adapted to the particular features and conditions of the hoist on the spot of a hoist with a corresponding crane to be operated. The type of service brake, the type of gearbox, the type of safety brake, a setting of the safety brake and other parameters can then be programmed on-site accordingly on the adjustable frequency converter.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Steuereinrichtung in der Betriebsbremse integriert. Die Vorrichtung ist somit sehr kompakt und bildet eine einheitliche Komponente für den Einbau und auch nachträglichen Anbau an bestehende Hubwerke.According to a further advantageous embodiment of the invention, the control device is integrated in the service brake. The device is therefore very compact and forms a uniform component for installation and subsequent attachment to existing hoists.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Mittel zum Annähern der beiden Bremsen aneinander zum mindestens zeitweisen Stoppen oder Verzögern eines Bremsvorganges der Betriebsbremse oder der Sicherheitsbremse ausgebildet. Die Bremsen oder eine der Bremsen können so gezielt in ihrem Bremsvorgang oder Bremsverhalten beeinflusst werden, beispielsweise durch zeitweises Stoppen der angelegten Bremskraft oder durch ein Verzögern in dem Anlegen einer Bremse an die jeweiligen Bremsscheiben. Die zeitliche Beeinflussung durch ein zeitweises Stoppen oder Verzögern des Bremsvorgangs hat den Vorteil, dass die Bremsen selbst nicht für das Umsetzen der erfindungsgemäßen Notfallbremsvorrichtung abgeändert werden müssen.According to a further advantageous embodiment of the invention, the means for bringing the two brakes closer to one another are designed to at least temporarily stop or delay a braking operation of the service brake or the safety brake. The braking process or braking behavior of the brakes or one of the brakes can be influenced in a targeted manner, for example by temporarily stopping the applied braking force or by delaying the application of a brake to the respective brake disks. The temporal influence by temporarily stopping or delaying the braking process has the advantage that the brakes themselves do not have to be modified for the implementation of the emergency braking device according to the invention.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Sensoren in Form eines Kraftsensors zur Erfassung eines Anpressdrucks oder eines Drehmomentsensor zur Erfassung eines Bremsmomentes ausgebildet. Mit solchen Sensoren lassen sich gezielt relevante Parameter erfassen, welche für ein Annähern der Bremsen aneinander im Fall eines Notstoppsignals erforderlich sind. Hierdurch kann eine noch bessere Anpassung und damit Synchronisierung der beiden Bremsen durchgeführt werden.According to a further advantageous embodiment of the invention, the sensors are designed in the form of a force sensor for detecting a contact pressure or a torque sensor for detecting a braking torque. With such sensors, relevant parameters can be recorded in a targeted manner, which are necessary for the brakes to approach one another in the event of an emergency stop signal. As a result, an even better adaptation and thus synchronization of the two brakes can be carried out.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein elektrisches Regelventil zur Kennlinien abhängigen Bremsenregelung nach Sollwertvorgabe durch eine Steuereinrichtung oder durch die Betriebsbremse vorgesehen. Mit solch einer Kennlinien basierten Steuerung können wirksam mögliche Schädigungen an dem Getriebe oder an Kupplungselementen vermieden werden. Weiterhin lassen sich so die Belastungen auf den gesamten Antriebsstrang insgesamt deutlich reduzierten, da die Kennlinien der jeweiligen Bremsen ein angepasstes synchrones Schließen der Betriebsbremse und der Sicherheitsbremse, im Sinne eines möglichst gleichzeigen oder annähernd angepassten Anlegens der Bremsen erlauben.According to a further advantageous embodiment of the invention, an electrical control valve is provided for brake control depending on the characteristic curves according to the setpoint specification by a control device or by the service brake. With such a characteristic-based control, possible damage to the transmission or to the coupling elements can be effectively avoided. Furthermore, the loads on the entire drive train can be significantly reduced overall, since the characteristic curves of the respective brakes allow an adapted, synchronous closing of the service brake and the safety brake, in the sense of applying the brakes as closely as possible or approximately adapted.

Die Erfindung wird beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

1 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Steuervorrichtung mit Betriebsbremse und Sicherheitsbremse gemäß der Erfindung;
2 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Steuervorrichtung gemäß der Erfindung;
3 ein Hydraulikschaltplan einer erfindungsgemäßen Ansteuerung einer Sicherheitsbremse;
4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Steuervorrichtung mit mehreren Sensoren; und
5 eine schematische Ansicht einer Krananlage für Container nach dem Stand der Technik.

The invention is explained in more detail, for example, with reference to the drawing. Show it

1 a schematic view of an embodiment of a control device with service brake and safety brake according to the invention;
2 a block diagram of an embodiment of a control device according to the invention;
3 a hydraulic circuit diagram of a control of a safety brake according to the invention;
4th a further embodiment of a control device with a plurality of sensors; and
5 a schematic view of a crane system for containers according to the prior art.

Die 1 zeigt in einer schematischen Ansicht ein ersten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung in einem Antriebsstrang mit einer Betriebsbremse 11 und einer Sicherheitsbremse 18. Die Steuervorrichtung 10 dient zum gezielten Annähern bzw. Synchronisieren der Bremsvorgänge bzw. Bremsmomente der Betriebsbremse 11 und der Sicherheitsbremse 18 im Falle eines Notstopp-Signals, welches einen Notstopp zum Aktivieren beider Bremsen 11, 18 einleitet. Die Vorrichtung 10 ist beispielsweise an einem Hubwerk 1 einer Containerkrananlage eingesetzt, sie kann jedoch an anderen mit einer Betriebsbremse 11 und einer Sicherheitsbremse 18 ausgestatteten Antriebsvorrichtungen oder Anlagen, wie Förderanlagen oder ähnlichem eingesetzt werden. Die Betriebsbremse 11 greift an einer Bremsscheiben 9 zwischen einem Antriebsmotor 5 und einem Antriebsstrang 3 mit einem Getriebe 2 an. Die davon an anderer Stelle im Antriebsstrang 3 angeordnete Sicherheitsbremse 18 ist bei diesem Ausführungsbeispiel der 1 auf der langsamer laufenden Abtriebsseite einer Seiltrommel 14 einer Krananlage angebracht. Sowohl die Betriebsbremse 11 als auch die Sicherheitsbremse 18 werden im Falle eines Notstopps im Wesentlichen gleichzeitig aktiviert, greifen jedoch unterschiedlich schnell aufgrund ihrer Bauweise und Anordnung in die Komponenten des Antriebsstrangs 3 ein. So ist regelmäßig eine Sicherheitsbremse 18 mit sehr viel kürzeren Eingriffszeiten als die übliche Betriebsbremse 11 versehen. Erfindungsgemäß ist nun eine spezifische Steuereinrichtung 7 vorgesehen, welche über Kommunikationsleitungen sowohl mit der Betriebsbremse 11 als auch der Sicherheitsbremse 18 verbunden ist (vgl. Pfeile in 1). Die Steuereinrichtung 7 bewirkt nun erfindungsgemäß ein gezieltes Anpassen und Annähern der Bremsmomente bzw. Bremszeiten oder -abläufe der Sicherheitsbremse 18 und der Betriebsbremse 11. Zu diesem Zweck wird mit der Steuereinrichtung 7 gezielt auf die Regelung und Ansteuerung der Bremsen 11, 18 Einfluss genommen. Mit dieser Maßnahme können die Bremsmomente der beiden Bremsen 11, 18 aneinander anglichen werden im Rahmen der zulässigen maximalen Eingriffszeiten von solchen Sicherheitsbremsen 18.The 1 shows a schematic view of a first embodiment of a control device according to the invention in a drive train with a service brake 11 and a safety brake 18th . The control device 10 is used for the targeted approach or synchronization of the braking processes or braking torques of the service brake 11 and the safety brake 18th in the case of an emergency stop signal, which is an emergency stop to activate both brakes 11 , 18th initiates. The device 10 is for example on a hoist 1 a container crane system, but it can be used on others with a service brake 11 and a safety brake 18th equipped drive devices or systems, such as conveyor systems or the like are used. The service brake 11 engages a brake disc 9 between a drive motor 5 and a powertrain 3 with a gear 2 at. The ones elsewhere in the drive train 3 arranged safety brake 18th is in this embodiment 1 on the slower running output side one Rope drum 14th attached to a crane system. Both the service brake 11 as well as the safety brake 18th are activated essentially at the same time in the event of an emergency stop, but reach the components of the drive train at different speeds due to their design and arrangement 3 one. So is a safety brake regularly 18th with much shorter intervention times than the usual service brake 11 Mistake. A specific control device is now in accordance with the invention 7th provided, which via communication lines with both the service brake 11 as well as the safety brake 18th is connected (see arrows in 1 ). The control device 7th now brings about a targeted adaptation and approximation of the braking torques or braking times or sequences of the safety brake according to the invention 18th and the service brake 11 . For this purpose, the control device 7th targeted at regulating and activating the brakes 11 , 18th Influenced. With this measure, the braking torques of the two brakes 11 , 18th are adjusted to each other within the maximum permissible intervention times of such safety brakes 18th .

Mit dieser Maßnahme können erfindungsgemäß die Belastungsspitzen in dem Antriebsstrang 3 und insbesondere in einem Getriebe 2 reduziert werden. Die mechanischen Komponenten des Antriebsstrangs, wie das Getriebe 2, Kupplungen oder ähnliches, werden so vor vorzeitigen Beschädigungen oder Ausfällen geschützt. Die Betriebsbremse 11 ist herkömmlicherweise bei derartigen Krananlagen eine elektro-hydraulische betätigte mechanische Bremse, beispielsweise eine federrückgestellte mechanische Bremse, die über ein elektro-hydraulisches Hubgerät gelüftet wird, sogenannter Bremslüfter. Zum Aufbauen der Bremskraft wird eine einstellbare mechanische Druckfeder in der Bremse 11 vorgesehen, wobei der Gegendruck zum Öffnen der Bremse auf hydraulischem Wege erzeugt wird. Die Sicherheitsbremse 18 wiederrum ist bei derartigen Krananlagen beispielsweise eine federrückgestellte hydraulische Bremse, wobei der Betriebsdruck zum Lüften der Bremse durch ein Hydraulikaggregat aufgebaut wird. Die Bremskraft selbst wird auch hier über mechanische Feder, wie zum Beispiel Tellerfedern erzeugt. In konventionellen derartigen Antriebssträngen 3 mit einer Sicherheitsbremse 18 und einer Betriebsbremse 11 findet zwar eine gleichzeitige Aktivierung der Bremsen 11, 18 im Notfall statt. Aufgrund der Bauart schließt jedoch die Sicherheitsbremse 18 deutlich schneller als die Betriebsbremse 11, was zu unerwünschten Lastspitzen in dem Antriebsstrang 3 führt und eine Beschädigung des Getriebes 2 oder einer Kupplung des Antriebsstrangs 3 hervorrufen kann. Erfindungsgemäß ist nun zur Vermeidung dieses Nachteils eine spezifische Steuereinrichtung 7 vorgesehen, die in 1 als separate Steuerung schematisch dargestellt ist. Die Steuereinrichtung 7 kann jedoch auch Teil der Betriebsbremse 11 bzw. des Regelkreises der Betriebsbremse 11 sein und mit dieser integriert sein. Die Steuereinrichtung 7 bewirkt nun eine spezifische Angleichung oder Annäherung der Bremsmomente der Betriebsbremse 11 und der Sicherheitsbremse 18. Dies folgt entweder durch Einwirken auf den Bremsvorgang beider Bremsen 11, 18 oder nur einer der beiden Bremsen 11, 18 wie folgt:

Zwischen der Betriebsbremse 11 und der Sicherheitsbremse 18 wird eine Kommunikation beispielsweise über Kommunikationsleitungen im Zusammenwirken mit der Steuereinrichtung 7 im Fall eines Notstopps aufgebaut. Die Sicherheitsbremse 18 wird in ihrem Bremsvorgang an den Bremsvorgang der Betriebsbremse 11 angepasst, sodass beide Bremsmomente synchronisiert werden, d.h. aneinander angenähert werden. Zu diesem Zweck werden die beiden Bremsen 11, 18 mit einer gleichmäßigen negativen Beschleunigung betätigt unter Berücksichtigung der jeweiligen vorhandenen Übersetzungsverhältnisse des Getriebes 2 in dem Antriebsstrang 3. Oder es werden die Bremsvorgänge der Sicherheitsbremse 18 und / oder Betriebsbremse 11 gezielt beeinflusst, damit sich die Bremsmomente der beiden Bremsen 11, 18 einander angleichen. Eine Synchronisation der Bremsmomente kann beispielsweise durch hydraulische Komponenten in den Regelkreisen der Bremsen 11, 18 erfolgen. Alternativ und ergänzend kann eine elektrische Beeinflussung der Bremsvorgänge vorgenommen werden, beispielsweise gemäß der Erfindung durch das Verwenden eines Synchronmotor mit einem darauf abgestimmten Frequenzumrichter für die Betriebsbremse 11. Durch Verwenden eines Synchronmotors mit Frequenzumrichter, der programmierbar sein kann, kann ein schnelleres Eingreifen der Betriebsbremse 11 bewirkt werden, sodass sie sich im Bremsvorgang an den Bremsvorgang der Sicherheitsbremse 18 anpasst.

With this measure, according to the invention, the load peaks in the drive train 3 and especially in a transmission 2 be reduced. The mechanical components of the drive train, such as the transmission 2 , Couplings or the like are thus protected against premature damage or failure. The service brake 11 In crane systems of this type, an electro-hydraulic actuated mechanical brake is conventionally used, for example a spring-return mechanical brake which is released via an electro-hydraulic lifting device, a so-called brake fan. An adjustable mechanical compression spring in the brake is used to build up the braking force 11 provided, the counter pressure for opening the brake is generated by hydraulic means. The safety brake 18th in turn, in crane systems of this type, for example, a spring-return hydraulic brake is used, the operating pressure for releasing the brake being built up by a hydraulic unit. Here, too, the braking force itself is generated by mechanical springs such as disc springs. In conventional such drive trains 3 with a safety brake 18th and a service brake 11 although there is a simultaneous activation of the brakes 11 , 18th in an emergency. However, due to the design, the safety brake closes 18th significantly faster than the service brake 11 resulting in undesirable peak loads in the drive train 3 and damage the transmission 2 or a clutch of the drive train 3 can cause. According to the invention, a specific control device is now to avoid this disadvantage 7th provided in 1 is shown schematically as a separate control. The control device 7th however, it can also be part of the service brake 11 or the control circuit of the service brake 11 be and be integrated with it. The control device 7th now causes a specific adjustment or approximation of the braking torques of the service brake 11 and the safety brake 18th . This follows either by acting on the braking process of both brakes 11 , 18th or just one of the two brakes 11 , 18th as follows:

Between the service brake 11 and the safety brake 18th communication is for example via communication lines in cooperation with the control device 7th built up in the event of an emergency stop. The safety brake 18th is in its braking process to the braking process of the service brake 11 adjusted so that both braking torques are synchronized, ie are brought closer to each other. For this purpose the two brakes are applied 11 , 18th actuated with a uniform negative acceleration, taking into account the respective existing transmission ratios of the transmission 2 in the drive train 3 . Or the braking processes of the safety brake 18th and / or service brake 11 specifically influenced so that the braking torques of the two brakes 11 , 18th align with each other. The braking torques can be synchronized, for example, by hydraulic components in the brake control loops 11 , 18th respectively. As an alternative and in addition, the braking processes can be electrically influenced, for example according to the invention by using a synchronous motor with a frequency converter adapted to it for the service brake 11 . By using a synchronous motor with a frequency converter, which can be programmable, the service brake can intervene more quickly 11 caused so that they are related to the braking process of the safety brake during the braking process 18th adapts.

Auf Seiten der Sicherheitsbremse kann die hydraulische Regelung so angepasst werden, dass sich der Bremsvorgang innerhalb eines maximal zulässigen Bremszeitverlaufs verändert. Die Sicherheitsbremse 18 kann beispielsweise mit einem speziell regelbaren mechanischen Hydraulikventil ausgestattet werden. Über ein einstellbares Ventil kann eine mehrstufige Bremsenansteuerung erfolgen. Alternativ kann auch eine einstellbare Drossel zum verzögerten Aufbau des Bremsmoments an der Sicherheitsbremse 18 vorgesehen werden. Die Einstellung und Variierung der Bremszeiten und Bremsmomente der Betriebsbremse 11 und der Sicherheitsbremse 18 ist erfindungsgemäß so bewerkstelligt, dass eine Angleichung, d.h. Synchronisation der Bremsvorgänge jeweils im Falle eines Notstoppvorgangs erfolgt. Alternativ kann die Sicherheitsbremse 18 mit einem Regelventil versehen werden, welches eine Kennlinien abhängige Bremsregelung ermöglicht. Eine Sollwertvorgabe für das Eingreifen der Sicherheitsbremse 18 kann dabei auf Basis eines Bremssignals von der Betriebsbremse 11 über die Steuereinrichtung 7 bewirkt werden. Alternative Formen für eine Synchronisation der Betriebsmomente der Bremsen 11, 18 ist eine gezielte kurzzeitige Unterbrechung des Bremsanlegevorgangs oder ein vorab bewirktes Anlegen einer Bremse nahe an das Eingreifen. Mit solchen Möglichkeiten können ebenso die erfindungsgemäßen Vorteile der Annäherung der Bremsvorgänge erreicht werden, so dass die Belastungsspitzen in den mechanischen Teilen des Antriebsstrangs 3 wie dem Getriebe 2 oder von Kupplungen reduziert werden.On the safety brake side, the hydraulic control can be adjusted so that the braking process changes within a maximum permissible braking time curve. The safety brake 18th can for example be equipped with a specially adjustable mechanical hydraulic valve. A multi-stage brake control can take place via an adjustable valve. Alternatively, an adjustable throttle can be used to delay the build-up of the braking torque on the safety brake 18th are provided. The setting and variation of the braking times and braking torques of the service brake 11 and the safety brake 18th is accomplished according to the invention in such a way that an adjustment, ie synchronization of the braking processes takes place in each case in the event of an emergency stop process. Alternatively, the safety brake 18th be provided with a control valve, which enables a characteristic curve-dependent brake control. A setpoint specification for the intervention of the safety brake 18th can be based on a brake signal from the service brake 11 via the control device 7th be effected. Alternative forms for synchronizing the operating torques of the brakes 11 , 18th is a targeted brief interruption of the brake application process or a previously effected application of a brake close to the intervention. With such possibilities, the advantages according to the invention of the approximation of the braking processes can also be achieved, so that the load peaks in the mechanical parts of the drive train 3 like the gearbox 2 or reduced by couplings.

Die 2 zeigt das Grundprinzip der erfindungsgemäßen Annäherung bzw. Synchronisation der Sicherheitsbremse 18 und der Betriebsbremse 11 in einem vereinfachten schematischen Blockschaltbild. Die Steuereinrichtung 7 ist über Kommunikationsleitungen mit Sensoren der Bremsen 11, 18 verbunden sowie über Kommunikationsleitungen mit den Regelkreisen der Bremsen 11, 18. Außerdem sind Kommunikationsleitungen zwischen dem Antriebsstrang 3 und der Steuereinrichtung 7 vorhanden, die zum Übertragen von Signalen, Sensordaten oder ähnlichem zwischen den einzelnen Komponenten der Steuervorrichtung 10 dienen. Die 1 zeigt somit ein weiteres mögliches Ausführungsbeispiel zum möglichst synchronen Einleiten und Durchführen des Bremsvorgangs der Betriebsbremse 11 und der Sicherheitsbremse 18 im Fall eines Notstopp-Signals. Zu den Messwerten und Sensoren können beispielsweise Drehzahlsensoren, Sensoren bezüglich der Anpresskraft der Betriebsbremse oder der Anpresskraft der Sicherheitsbremse dienen. Die Signale zwischen den Bremsen 11, 18, dem Antriebsstrang 3 und der Steuereinrichtung 7 können auch eine Kennlinien basierte Parametrisierung umfassen. Die Steuersignale sind entweder elektrische oder hydraulisch erzeugte Signale. Die Steuereinrichtung 7 ist beispielsweise auch angepasst, den Bremsvorgang der Sicherheitsbremse 18 durch ein kurzzeitiges Wiederöffnen oder kurzzeitiges Stoppen zu beeinflussen. Die Stärke der Anpresskraft kann ebenfalls variiert werden. Die Bremse 11 kann beispielsweise vorab, d.h. noch bevor ein Notfallsignal eingeht, an die Bremse schon angelegt werden. Die Schließzeit der Bremse wird damit weiter verkürzt. Zwischen den Bremsen 11, 18 kann auch eine direkte Kommunikation stattfinden, wenn beispielsweise die Steuereinrichtung 7 in der Betriebsbremse 11 direkt mit integriert ist.The 2 shows the basic principle of the approach or synchronization of the safety brake according to the invention 18th and the service brake 11 in a simplified schematic block diagram. The control device 7th is via communication lines with sensors of the brakes 11 , 18th connected and via communication lines with the control loops of the brakes 11 , 18th . There are also communication lines between the drive train 3 and the control device 7th present, which is used to transmit signals, sensor data or the like between the individual components of the control device 10 serve. The 1 thus shows another possible embodiment for initiating and performing the braking process of the service brake as synchronously as possible 11 and the safety brake 18th in the event of an emergency stop signal. For example, speed sensors, sensors relating to the contact force of the service brake or the contact force of the safety brake can be used for the measured values and sensors. The signals between the brakes 11 , 18th , the powertrain 3 and the control device 7th can also include parameterization based on characteristics. The control signals are either electrical or hydraulically generated signals. The control device 7th is also adapted, for example, to the braking process of the safety brake 18th can be influenced by briefly reopening or briefly stopping. The strength of the contact force can also be varied. The brake 11 can, for example, be applied to the brake in advance, ie before an emergency signal is received. This further shortens the brake closing time. Between the brakes 11 , 18th Direct communication can also take place, for example if the control device 7th in the service brake 11 is directly integrated.

Die 3 zeigt einen Hydraulikschaltplan einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung zur Ansteuerung einer Sicherheitsbremse 18 gemäß der Erfindung. Das hier gezeigte Beispiel des Hydraulikschaltplans erlaubt eine gezieltes Steuern des Bremsvorgangs und insbesondere eine Anpassung des Bremsmomentes der Sicherheitsbremse 18 an die Betriebsbremse 11 oder umgekehrt der Betriebsbremse 11 an die Sicherheitsbremse 18 und wird im Folgenden erläutert:

Das in 3 dargestellte Hydraulikaggregat erzeugt den Öldruck zum Öffnen der Sicherheitsbremse 18 bei diesem Beispiel eines Synchronisationsmittels der Erfindung. Der maximale Druck wird durch das Druckbegrenzungsventil B begrenzt und schützt das System vor Überlast.

The 3 shows a hydraulic circuit diagram of a further embodiment according to the invention for controlling a safety brake 18th according to the invention. The example of the hydraulic circuit diagram shown here allows targeted control of the braking process and in particular an adaptation of the braking torque of the safety brake 18th to the service brake 11 or vice versa the service brake 11 to the safety brake 18th and is explained below:

This in 3 The hydraulic unit shown generates the oil pressure to open the safety brake 18th in this example of a synchronization means of the invention. The maximum pressure is limited by pressure relief valve B and protects the system from overload.

Ohne Spannung an Motor M und Ventilen ist die Sicherheitsbremse 18 geschlossen.The safety brake is without voltage on motor M and valves 18th closed.

Die Sicherheitsbremse 18 kann trotz fehlender Spannungsversorgung mit der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung 7 kontrolliert geöffnet werden, indem das Totmannventil E manuell geschlossen wird und die Handpumpe F betätigt wird. Dadurch entsteht ein Druck am Zylinder K und die Bremse 18 öffnet sich etwas. Zum Beispiel kann eine schwebende Last manuell abgesenkt werden. Lässt man das Totmannventil E los, fällt der Druck sofort ab. Die Bremse 18 ist wieder geschlossen.The safety brake 18th can despite the lack of a voltage supply with the control device according to the invention 7th can be opened in a controlled manner by manually closing the dead man's valve E and operating the hand pump F. This creates pressure on cylinder K and the brake 18th something opens. For example, a suspended load can be lowered manually. If you let go of the dead man's valve E, the pressure drops immediately. The brake 18th is closed again.

Um die Sicherheitsbremse 18 zu öffnen, werden die Wegeventile C, D bestromt und damit geschlossen. Gleichzeitig wird der Motor M eingeschaltet und die Pumpe fördert einen konstanten Ölstrom über den Filter P zum Bremszylinder K und die Feder im Bremszylinder K wird gespannt. Der Druckschalter N schaltet die Motor-Pumpen-Kombination M ab. Die Bremse 18 ist nun offen.To the safety brake 18th to open, the directional control valves C, D are energized and thus closed. At the same time, the motor M is switched on and the pump delivers a constant flow of oil via the filter P to the brake cylinder K and the spring in the brake cylinder K is tensioned. The pressure switch N switches the motor-pump combination M off. The brake 18th is now open.

Minimale Leckagen an den Ventildichtsitzen können einen Druckabfall am Bremszylinder K erzeugen. Der Druckschalter N überwacht den Druck und schaltet die Motor-Pumpen-Kombination M bei Bedarf für einen sehr kurzen Zeitraum ein und wieder aus. Dadurch kann das Bremsmoment der Sicherheitsbremse 18 and dasjenige der Betriebsbremse angeglichen werden. Ein zusätzlicher Drucksensor kann diese Funktion überwachen. Die Bremse 18 bleibt dauerhaft offen.Minimal leaks at the valve sealing seats can cause a pressure drop at the brake cylinder K. The pressure switch N monitors the pressure and, if necessary, switches the motor-pump combination M on and off again for a very short period of time. This can reduce the braking torque of the safety brake 18th and that of the service brake can be adjusted. An additional pressure sensor can monitor this function. The brake 18th remains permanently open.

Um die Sicherheitsbremse 18 geregelt zu schließen, wird das Wegeventil G geöffnet und das proportionale Druckregelventil H regelt den Druckabfall zu Tank L. Die Regelung des Druckes erfolgt durch Sollwertvorgabe von der Betriebsbremse 11 über eine gespeicherte Kennlinie oder über mehrere voreingestellte Stufen. Es ist auch denkbar statt des elektrischen Druckregelventils H ein mechanisches Ventil zu verwenden, so dass über einen fest eingestellten Wert in zum Beispiel 2 Stufen der Bremsvorgang der Sicherheitsbremse 18 erfindungsgemäß gesteuert wird. Der dadurch entstehende Druckabfall im Zylinder K bewirkt das geregelte Schließen der Sicherheitsbremse 18. Drehmomentspitzen im Antriebsstrang 3 (vgl. 1 und 2) werden vermieden und können nicht entstehen.To the safety brake 18th closed in a controlled manner, the directional control valve G is opened and the proportional pressure control valve H regulates the pressure drop to tank L. The pressure is regulated by specifying setpoints from the service brake 11 via a saved characteristic curve or via several preset levels. It is also conceivable to use a mechanical valve instead of the electrical pressure regulating valve H so that the braking process of the safety brake can be carried out over a fixed value in, for example, 2 stages 18th is controlled according to the invention. The resulting pressure drop in cylinder K causes the controlled closing of the Safety brake 18th . Torque peaks in the drive train 3 (see. 1 and 2 ) are avoided and cannot arise.

Bei einem Spannungsausfall der kompletten Anlage öffnen die Wegeventile D, E und es entsteht ein zeitlich geregelter Druckabfall am Bremszylinder K über ein einstellbares Strömungsventile I bzw. J. Anstatt eines einstellbaren Stromregelventils I kann auch eine einstellbare Drossel J für diese Funktion eingesetzt werden.In the event of a power failure in the entire system, the directional control valves D, E open and a time-controlled pressure drop occurs at the brake cylinder K via an adjustable flow valve I or J. Instead of an adjustable flow control valve I, an adjustable throttle J can also be used for this function.

Bei Bedarf kann diese Funktion durch Austausch des Strömungsventils I durch ein Dummy entfernt werden, damit eine minimale Schließzeit der Sicherheitsbremse 18 erreicht wird.If necessary, this function can be removed by replacing the flow valve I with a dummy, thus minimizing the closing time of the safety brake 18th is achieved.

In der 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung mit Sicherheitsbremse und Betriebsbremse im Zusammenhang mit mehreren Sensoren zum Erfassen von Sensorsignalen dargestellt. Die Steuervorrichtung 10 umfasst auch hier mindestens eine Betriebsbremse 11 und eine Sicherheitsbremse 18, die in einem Antriebsstrang 3 mit einem Motor 5 und einem Getriebe 2 angreifen. Die Sicherheitsbremse 18 ist entfernt von der Betriebsbremse 11, nämlich an einer Seiltrommel 14 angeordnet, wohingegen die Betriebsbremse 11 nahe an dem Betriebsmotor 5 an einer Bremsscheibe 9 einer Antriebswelle zwischen Getriebe 2 und Motor 5 angreift. Die Steuereinrichtung 7 dieses Ausführungsbeispiels ist über Kommunikationsleitungen sowohl mit der Betriebsbremse 11 als auch der Sicherheitsbremse 18 verbunden. Ferner sind an den Bremsen 11, 18 und /oder im Antriebsstrang 3 weitere Sensoren bei diesem Ausführungsbeispiel vorhanden, die mit der Steuereinrichtung 7 verbunden sind. Als Beispiel ist bei dem Ausführungsbeispiel der 4 an der Sicherheitsbremse 18 jeweils ein Drucksensor angebracht, der den Antriebsdruck an die Steuereinrichtung 7 übermittelt. An den Bremstrommeln 9 und der Betriebsbremse 11 sind ferner Kraftmessbolzen als weitere Sensoren vorhanden, die auch mit der Steuereinrichtung 7 über Kommunikationsleitungen in Verbindung stehen. Schließlich ist noch der Motor 5 bzw. die beiden Motoren 5 bei diesem Ausführungsbeispiel der 4 mit einem Drehzahlsensor ausgestattet, so dass die aktuelle Drehzahl des Antriebsmotors 5 als ein Steuersignal in die Steuereinrichtung 7 übertragen wird. Auf Basis dieser Sensorsignale sowie weiterer, voreingestellter Parameter wie den Übersetzungs- bzw. Untersetzungsverhältnis des Getriebes 2 und der Schwungmassen auf der Antriebs- und Abtriebsseiten lässt sich so eine effiziente Angleichung und Synchronisierung der Bremsmomente der Sicherheitsbremse 18 und der Betriebsbremse 11 realisieren. Die Steuereinrichtung 7 verarbeitet zentral die Sensordaten und steuert entsprechend den Gegebenheiten und den erfassten Werten die beiden Bremsen 11, 18, um deren Betriebsmomente und Betriebszeiten aneinander anzugleichen.In the 4th Another embodiment of a control device according to the invention with a safety brake and service brake is shown in connection with several sensors for detecting sensor signals. The control device 10 also includes at least one service brake here 11 and a safety brake 18th that are in a powertrain 3 with an engine 5 and a gearbox 2 attack. The safety brake 18th is removed from the service brake 11 , namely on a rope drum 14th arranged, whereas the service brake 11 close to the operating engine 5 on a brake disc 9 a drive shaft between gears 2 and engine 5 attacks. The control device 7th This embodiment is via communication lines with both the service brake 11 as well as the safety brake 18th connected. Also on the brakes 11 , 18th and / or in the drive train 3 further sensors are present in this embodiment, which are connected to the control device 7th are connected. As an example is in the embodiment 4th on the safety brake 18th each has a pressure sensor attached, which sends the drive pressure to the control device 7th transmitted. On the brake drums 9 and the service brake 11 Force measuring bolts are also available as additional sensors, which are also connected to the control device 7th communicate via communication lines. Finally there is the engine 5 or the two motors 5 in this embodiment of the 4th equipped with a speed sensor, so that the current speed of the drive motor 5 as a control signal in the control device 7th is transmitted. On the basis of these sensor signals as well as other preset parameters such as the transmission or reduction ratio of the transmission 2 and the centrifugal masses on the drive and output sides, an efficient adjustment and synchronization of the braking torques of the safety brake can be achieved 18th and the service brake 11 realize. The control device 7th processes the sensor data centrally and controls the two brakes according to the conditions and the recorded values 11 , 18th in order to align their operating moments and operating times.

5 zeigt ein Standard-Hubwerk 1 für Container-Krananlagen, das zwei Seiltrommeln mit über ein Getriebe 2 gekoppelten identischen Antriebs- und Abtriebssträngen 3, 3' und 4, 4' aufweist, wobei im Folgenden nur das linke Hubwerk erläutert wird. 5 shows a standard hoist 1 for container crane systems, the two cable drums with one gear 2 coupled identical drive and output trains 3 , 3 ' and 4th , 4 ' has, only the left lifting mechanism is explained below.

Ein Antriebsmotor 5 ist über eine Antriebswelle 6 mit einer Bremsscheibe 9 und diese mit einer Getriebeeingangswelle 8 des Getriebes 2 drehfest verbunden. An der Bremsscheibe 9 ist eine Betriebsbremse 11 mit federbeaufschlagten Bremsbacken und einem nicht dargestellten Bremslüftgerät vorgesehen. Das Getriebe 2 treibt über Getriebeausgangswellen 12 Seiltrommeln 14 mit einem Seilzug 15 an. An der Seiltrommel ist eine Bremsscheibe 17 befestigt, an der eine Sicherheits- bzw. Sicherheitsbremse 18 mit federbeaufschlagten Bremsbacken eingreift, an denen ein nicht dargestelltes Hydraulikgerät vorgesehen ist. Die Seilzüge 15 sind an einem Headblock 16 befestigt, einem im Wesentlichen rechteckigen Rahmen, an dem ein Spreader aufgenommen wird, der über Eckbeschläge einen nicht dargestellten Container aufnimmt. Im Folgenden wird der Headblock 16 als Fördergut bzw. als Last bezeichnet.A drive motor 5 is via a drive shaft 6th with a brake disc 9 and this with a transmission input shaft 8th of the transmission 2 non-rotatably connected. On the brake disc 9 is a service brake 11 provided with spring-loaded brake shoes and a brake release device, not shown. The gear 2 drives via transmission output shafts 12th Rope drums 14th with a cable 15th at. There is a brake disc on the cable drum 17th attached to which a safety or safety brake 18th engages with spring-loaded brake shoes on which a hydraulic device, not shown, is provided. The cables 15th are on a head block 16 attached, a substantially rectangular frame on which a spreader is received, which receives a container, not shown, via corner fittings. The following is the headblock 16 referred to as conveyed goods or load.

Die Betriebsbremse 11 arbeitet während des Betriebs zum Abbremsen der Last mit einem relativ hohen Schaltzyklus, während die Sicherheitsbremse 18 nur zu Beginn des Betriebs ein- und bei Ende des Betriebs ausgeschaltet wird, sofern während des Betriebs kein Not-Stopp aufgrund einer Störung des Kranbetriebs auftritt.The service brake 11 works during operation to brake the load with a relatively high switching cycle, while the safety brake 18th is only switched on at the beginning of operation and switched off at the end of operation, provided that no emergency stop occurs during operation due to a disturbance in crane operation.

Wird aufgrund des Versagens eines Bauteils im Antriebsstrang eine Überdrehzahl an der Antriebswelle 6 oder an der Getriebeausgangswelle 12 festgestellt oder wird ein Not-Stopp der Anlage durch eine andere Störung notwendig, so schließen die Sicherheitsbremsen 18, 18' und die Betriebsbremsen 11, 11' selbsttätig aufgrund eines Stoppsignals oder durch ein vom Kranführer abgegebenes Not-Stoppsignal. Konstruktiv bedingt verfügen die Sicherheitsbremsen 18, 18' über eine kürzere Schließzeit als die Betriebsbremsen 11, 11', sodass die Sicherheitsbremsen 18, 18' früher schließen und damit die Last aufnehmen, die an den Hubseilen angreift.If a component in the drive train fails, an overspeed occurs on the drive shaft 6th or on the gearbox output shaft 12th detected or if an emergency stop of the system is necessary due to another malfunction, the safety brakes apply 18th , 18 ' and the service brakes 11 , 11 ' automatically based on a stop signal or through an emergency stop signal issued by the crane operator. Due to the design, the safety brakes have 18th , 18 ' over a shorter closing time than the service brakes 11 , 11 ' so that the safety brakes 18th , 18 ' close earlier and take the load on the hoist ropes.

Während Hubvorgängen beim Containerhandling, insbesondere beim Heben eines Containers aus den engen Ladeschächten von Containerschiffen, kann sich der Container im Ladeschacht verkanten oder verklemmen. Wird die Krananlage nicht rechtzeitig gestoppt, so kann ein erheblicher Schaden entstehen, der bis hin zur Zerstörung der gesamten Krananlage führen kann. Das Verhaken oder Hängenbleiben eines Containers wird in der Fachsprache als „Snag“ bezeichnet. Bei einem Standard-Hubwerk nach 1 wird ein Überlastfall durch Hängenbleiben des Containers von beispielsweise einem Früherkennungssystem festgestellt und von diesem ein Not-Stopp ausgelöst.During lifting operations in container handling, especially when lifting a container out of the narrow loading shafts of container ships, the container can become jammed or jammed in the loading shaft. If the crane system is not stopped in time, considerable damage can occur, which can lead to the destruction of the entire crane system. A container catches or gets stuck in the Technical terminology referred to as "snag". For a standard hoist, follow 1 If an overload case is detected by the container getting stuck, for example, an early detection system triggers an emergency stop.

Bei der Krananlage nach 5 arbeitet die Betriebsbremse 11 im Falle eines Notstopps langsamer als die Sicherheitsbremse 18. Durch die Zeitdifferenz zwischen Eingreifen der Betriebsbremse 11 und der Sicherheitsbremse 18 können am Getriebe 2 erhebliche Bremsmomente auftreten.At the crane system after 5 the service brake works 11 slower than the safety brake in the event of an emergency stop 18th . Due to the time difference between engagement of the service brake 11 and the safety brake 18th can on the gearbox 2 significant braking torques occur.

Erfindungsgemäß wird durch eine Koordination der beiden Bremsen 11 und 18 einerseits die Zeitdifferenz und andererseits die Höhe des am Getriebe 2 anliegenden Momentes so gesteuert, dass ein Maximum des am Getriebe angreifenden Bremsmoments reduziert wird.According to the invention, by coordinating the two brakes 11 and 18th on the one hand the time difference and on the other hand the amount of the gear 2 applied torque is controlled in such a way that a maximum of the braking torque applied to the transmission is reduced.

Vorzugsweise wird die schnell arbeitende Sicherheitsbremse 18 bei Eingang eines Notstoppsignals so angesteuert, dass die Sicherheitsbremse 18 schrittweise oder allmählich angelegt wird und die maximale Bremskraft dann ausgeübt wird, wenn die Betriebsbremse 11 die maximale Bremskraft erreicht hat.The fast working safety brake is preferred 18th when an emergency stop signal is received, the safety brake 18th is applied gradually or gradually and the maximum braking force is then applied when the service brake 11 has reached the maximum braking force.

Auf diese Weise ist es möglich, das Maximum des am Getriebe angreifenden Bremsmomentes erheblich zu reduzieren.In this way it is possible to considerably reduce the maximum braking torque applied to the transmission.

Vorteilhafterweise wird bei der stufenweisen oder allmählichen Betätigung der Sicherheitsbremse 18 das an der Betriebsbremse 11 angreifende Bremsmoment auf elektronischem Wege abgefragt, so dass je nach Höhe des Bremsmomentes der Betriebsbremse 11 zu einem gegebenen Zeitpunkt das durch die Sicherheitsbremse 18 ausgeübte Bremsmoment angepasst werden kann.Advantageously, the step-wise or gradual actuation of the safety brake 18th that on the service brake 11 applied braking torque is queried electronically, so that depending on the level of the braking torque of the service brake 11 at a given point in time that by the safety brake 18th applied braking torque can be adjusted.

Die Sicherheitsbremse 18 wird in der Regel durch ein hydraulisches Ventil angesteuert, durch das der hydraulische Druck an einem Federpaket beeinflusst wird, das die Bremsbacken der Scheibenbremse beaufschlagt. Beispielsweise kann in der Rücklaufleitung der hydraulischen Steuereinrichtung eine einstellbare Drossel vorgesehen werden, die das Eingreifen der Sicherheitsbremse 18 schrittweise ansteuert oder kontinuierlich ansteigen lässt, um die Synchronisierung der Betriebsbremse 11 durch Folgen der Nennbremskurve der Sicherheitsbremse 18 zu erreichen.The safety brake 18th is usually controlled by a hydraulic valve that influences the hydraulic pressure on a set of springs that acts on the brake shoes of the disc brake. For example, an adjustable throttle can be provided in the return line of the hydraulic control device to enable the safety brake to intervene 18th gradually controls or increases continuously to synchronize the service brake 11 by following the nominal braking curve of the safety brake 18th to reach.

6 zeigt schematisch ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels für eine Förderbandanlage, wobei gleiche bzw. entsprechende Bauteile mit den gleichen Bezugszeigen versehen sind wie in 5. 6th shows a schematic block diagram of an exemplary embodiment according to the invention for a conveyor belt system, the same or corresponding components being provided with the same reference numerals as in FIG 5 .

Das die Sicherheitsbremse 18 betätigende hydraulische Steuergerät ist bei 19 wiedergegeben.That the safety brake 18th actuating hydraulic control device is shown at 19.

Mit 19.1 und 19.2 sind hydraulische Leitungen bezeichnet, die mit einer hydraulischen Betätigungseinheit in der Sicherheitsbremse 18 verbunden sind.With 19.1 and 19.2 Hydraulic lines are referred to as those with a hydraulic actuation unit in the safety brake 18th are connected.

Als Betriebsbremse 11 sind zwei Bremseinheiten wiedergegeben, die jeweils durch eine elektrische Leitung 11a und 11b mit einem Steuergerät 20 verbunden sind, die jeweils einen Elektromotor im zugeordneten elektrohydraulischen Bremslüftgerät der Betriebsbremse 11 an einen Steuer- oder Regelkreis anschließen.As a service brake 11 two braking units are shown, each through an electrical line 11a and 11b with a control unit 20th are connected, each having an electric motor in the associated electrohydraulic brake release device of the service brake 11 connect to a control or regulating circuit.

Das Steuergerät 20 ist über eine Leitung 20a mit einem Drehzahlsensor 22 auf der Welle einer Förderbandtrommel 14 angeschlossen, die der Seilwinde 14 in 1 entspricht. Mit 20b ist eine Verbindungsleitung des Steuergeräts 20 mit einem Profibus bezeichnet.The control unit 20th is over a line 20a with a speed sensor 22nd on the shaft of a conveyor belt drum 14th connected to that of the winch 14th in 1 corresponds. With 20b is a connection line of the control unit 20th marked with a Profibus.

In entsprechender Weise wird die hydraulische Steuereinheit 19 durch ein Steuergerät 21 über eine Leitung 19a angesteuert.The hydraulic control unit is operated in a corresponding manner 19th by a control unit 21st over a line 19a controlled.

Das Steuergerät 21 auf der Sicherheitsbremsseite ist über eine elektrische Leitung 21a mit einem Drehzahlsensor 22.2 auf der Welle der Förderbandtrommel 14 verbunden und über eine Leitung 21b mit einem nicht dargestellten Profibus.The control unit 21st on the safety brake side is via an electrical line 21a with a speed sensor 22.2 on the shaft of the conveyor belt drum 14th connected and one line 21b with a Profibus, not shown.

In 6 sind weiterhin Sensoren wiedergegeben, die das am Getriebe 2 angreifende Bremsmoment erfassen, das über eine elektrische Verbindungsleitung mit dem betreffenden Steuergerät 20 bzw. 21 in den Steuer- bzw. Regelkreis eingegeben wird.In 6th are still reproduced sensors that the transmission 2 Detect applied braking torque via an electrical connection line with the relevant control unit 20th or. 21st is entered into the control or regulating circuit.

Dadurch, dass sowohl das Steuergerät 20 für die Betriebsbremse 11 als auch das Steuergerät 21 für die Sicherheitsbremse 18 über die Leitungen 20a und 21a die Drehzahl an der Förderbandtrommel 14 und das am Getriebe anliegende Bremsmoment abfragen, kann über ein Programm die Abstimmung des Bremseingriffs an der Betriebsbremse 11 einerseits und der Sicherheitsbremse 18 andererseits so beeinflusst werden, dass am Getriebe 2 der Drehmomentunterschied zwischen Eingangswelle 8 einerseits und Ausgangswelle 12 andererseits minimiert wird.By having both the control unit 20th for the service brake 11 as well as the control unit 21st for the safety brake 18th over the lines 20a and 21a the speed at the conveyor belt drum 14th and query the braking torque applied to the transmission, a program can be used to coordinate the braking intervention on the service brake 11 on the one hand and the safety brake 18th on the other hand be influenced so that on the transmission 2 the torque difference between the input shaft 8th one hand and output shaft 12th on the other hand is minimized.

Bei der erfindungsgemäßen Steuerung ist während eines Notbremsvorgangs die Verzögerung der Sicherheitsbremse 18 und Betriebsbremse 11 einstellbar bzw. regelbar. Weiterhin ist der Zeitpunkt für den Bremsmomentaufbau, d.h. ab Anlegen der Beläge an der Bremsscheibe, bei der Sicherheitsbremse 18 und der Betriebsbremse 11 einstellbar bzw. regelbar.
Insgesamt muss die Sicherheitsbremse 18 langsamer schließen und die Betriebsbremse 11 schneller schließen.In the control according to the invention, the safety brake is decelerated during an emergency braking process 18th and service brake 11 adjustable or controllable. Furthermore, the point in time for the braking torque build-up, ie when the linings are applied to the brake disc, is the safety brake 18th and the service brake 11 adjustable or controllable.
Overall, the safety brake must 18th close more slowly and the service brake 11 close faster.

Bei der Sicherheitsbremse 18 wird dies beispielsweise erreicht durch ein einstellbares mechanisches Ventil, das eine einstellbare Drossel für langsameren Bremsmomentaufbau aufweist, der nach Anlegen der Bremsbeläge an der Bremsscheibe einsetzt, wobei die Zeit bis zum Anlegen der Bremsbeläge an die Bremsscheibe einstellbar ist.
Anstelle eines solchen mechanischen Ventils kann ein Servoventil vorgesehen sein, das die gleichen Funktionsaufgaben erfüllt wie das mechanische Ventil, wobei die Einstellung jedoch elektrisch gesteuert wird.With the safety brake 18th this is achieved, for example, by an adjustable mechanical valve which has an adjustable throttle for slower braking torque build-up which begins after the brake pads have been applied to the brake disc, the time until the brake pads are applied to the brake disc being adjustable.
Instead of such a mechanical valve, a servo valve can be provided which fulfills the same functional tasks as the mechanical valve, but the setting is controlled electrically.

Bei der Betriebsbremse 11 wird zum schnelleren Schließen die Zeit bis zum Anlegen der Bremsbeläge an der Bremsscheibe eingestellt und der darauf folgende Aufbau des Bremsmomentes mit einem Frequenzumrichter gesteuert durch eine Steuerung bzw. Regelung der Motordrehzahl des Bremslüftgerätes, das mit einem Synchronmotor arbeitet. With the service brake 11 the time until the brake pads are applied to the brake disc is set for faster closing and the subsequent build-up of the braking torque with a frequency converter is controlled by a control or regulation of the motor speed of the brake release device, which works with a synchronous motor.

Bei einem elektrohydraulischen Hubgerät hängen die Hub- und Senkzeiten sowie die Hubkraft von der Motordrehzahl ab.In the case of an electro-hydraulic lifting device, the lifting and lowering times as well as the lifting force depend on the engine speed.

Die erfindungsgemäße Steuerung von Sicherheitsbremse 18 und Betriebsbremse 11 ist im normalen Betrieb nicht wirksam, sie setzt erst ein, wenn ein Notstopp für die Betätigung der Sicherheitsbremse 18 erforderlich ist.The control of the safety brake according to the invention 18th and service brake 11 is not effective in normal operation, it only starts when an emergency stop for actuation of the safety brake 18th is required.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung können auch auf andere Antriebsstränge als diejenigen von Krananlagen angewendet werden. So lassen sich die beschriebenen Vorteile bei jeglichen Anwendungen übertragen, bei denen eine schnelllaufende und eine langsam laufende Seite eines Antriebsstrangs über ein Getriebe gekoppelt ist, wie zum Beispiel bei Förderbandanlagen. Auch hier lassen sich die beschriebenen Vorteile der Erfindung erzielen.The method according to the invention and the device according to the invention can also be applied to drive trains other than those of crane systems. In this way, the advantages described can be transferred to any application in which a high-speed and a low-speed side of a drive train are coupled via a gear, such as conveyor belt systems. The described advantages of the invention can also be achieved here.

Claims

Method for controlling a drive train (3) with a drive motor (5), a service brake (11) and a safety brake (18) arranged in the drive train (20) separately from the service brake (11), characterized by : - simultaneous transmission of an emergency stop signal to the service brake (11) and the safety brake (18) in order to activate both brakes (11, 18) simultaneously; - Communication between the service brake (11) and safety brake (18) by means of a control device (7) and communication lines, the control device (7) generating a control signal for approximating the braking torques of the brakes (11, 18), which is transmitted to hydraulic components of the brakes (11 , 18) is transmitted by means of the communication lines, and approximation of the respective braking torques of the service brake (11) and the safety brake (18) by means of an adjustable control valve.

Procedure according to Claim 1 , wherein the braking processes of the service brake (11) and the safety brake (18) are adapted or approximated to one another.

Procedure according to Claim 1 or 2 , sensors connected to the control device (7) for detecting operating parameters of the brakes (11, 18) and / or the drive train (3) being provided and the control device (7) synchronizing or approaching the service brake (11) and the safety brake ( 18) based on the sensor values recorded by the sensors.

Method according to one of the preceding claims, wherein the service brake (11) is designed such that it begins to intervene as soon as the emergency stop signal is received within the duration of the intervention of the safety brake (18).

Method according to one of the preceding claims, wherein the drive train (3) has a gear (2) between the service (11) and safety brake (18) with a transmission or reduction ratio which, when the braking torques or braking processes of the brakes (11, 18) approach ) is taken into account in the control device (7).

Method according to one of the preceding claims, wherein different centrifugal masses on a drive and output side of the drive train (3) are taken into account in the control device (7) when the braking torques or braking processes of the brakes (11, 18) are approaching.

Method according to one of the preceding claims, wherein by means of the control device (7) a braking operation of the service brake (11) or the safety brake (18) is deliberately delayed or briefly interrupted by a control signal.

Method according to one of the preceding claims, wherein the control device (7) is adapted to adjust the service brake (11) into a landing position close to intervention before an impending emergency stop signal is received.

The method according to any one of the preceding claims, wherein a brake closing time of Safety brake (18) is specifically varied or delayed within a maximum permissible closing time.

Device (10) for controlling a drive train (3) with a drive motor (5), an electrohydraulic service brake (11) and a hydraulic safety brake (18) arranged in the drive train (3) separately from the service brake (11), both of which have an emergency stop -Signal can be activated simultaneously, a control device (7) being provided which is designed to control the brakes (11, 18) by means of a control signal via communication lines, and which is equipped with sensors for detecting operating parameters of the drive train (3) or the brakes ( 11,18) is connected, means for approximating the respective braking torques of the service brake (11) and the safety brake (18) are provided after receipt of the emergency stop signal, and the safety brake (18) is preceded by a controllable hydraulic valve which is controlled via a control signal on the part of the control device (7) or the service brake (11) to influence the braking torque or the braking process the safety brake (18) is adjustable.

Device (10) after Claim 10 , the means for approximating electrical, hydraulic and / or pneumatic components in a control loop of the service brake (11) and the safety brake (18).

Device (10) after Claim 10 or 11 , wherein the electrohydraulic service brake (11) has a synchronous motor with a programmable frequency converter for approximating the braking torques or braking processes of the safety brake (18) and the service brake (11).

Device (10) according to one of the Claims 10 to 12th , wherein the control device (7) is integrated in the service brake (11).

Device (10) according to one of the Claims 10 to 13 wherein the means for approaching are designed to at least temporarily stop or delay a braking process of the service brake (11) or the safety brake (18).

Device (10) according to one of the Claims 10 to 14th , wherein the sensors are designed in the form of a force sensor for detecting a contact pressure or a torque sensor for detecting a braking torque.

Device (10) according to one of the Claims 10 to 15th , wherein an electrical control valve is provided for the characteristic curve-dependent brake control according to the setpoint specification by the control device (7) or the service brake (11).