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Einrichtung zur Ermittlung von Seil-Pendelungen bei Kranen Wenn eine
Kran-Lauf katze beschleunigt oder verzögert wird, pendelt die an ihr hängende Last,
z.B. ein Greif er. Solche Pendelungen treten auch beim Beginn und gegen Ende des
Aus- und Einwippens des Auslegers eines Wippkranes auS. Man ist bestrebt, diese
Pendelungen der Last möglichst schnell abklingen zu lassen, damit jeweils am Ende
des Katzfahr-Weges bzw. des Ausleger-Wipp-Weges das Lastaufnahme-Mittel ggfs. zusammen
mit einer Last unverzüglich - d.h. ohne daß ein Auspendeln abgewartet werden muß
- möglichst genau an der betreffenden Stelle abgesenkt werden kann. Zu diesem Zweck
wird die Katzfahr- bzw. Ausleger-Wipp-Bewegung geregelt. Das kann selbsttätig geschehen,
indem die während dieser Bewegung auftretenden Pendelungen der Last ermittelt werden.
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So hat man den jeweiligen Winkelausschlag des Last-Seiles gegenüber
der Lotrechten mittels einer mechanischen Vorrichtung an der Seilrolle ermittelt,
über welche das die Last tragende Seil hinweggeführt ist. Diese Vorrichtung hat
einen schwenkbar gelagerten Arm, der mittels einer Düse an dem Seil gerührt ist
und dessen den Seil-Pendelungen entsprechenden lfinklaussehläDe gegenüber einem
stets lotrecht hängenden Pendel gemessen werden.
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Doch besteht die Gefahr, daß der Pendelarm verbogen wird, wenn sich
die Last, z.B ein Greifer, an den Seilen dreht, so daß die Seile zusammengewickelt
werden. Auch
würde die Vorrichtung beschädigt werden, wenn z.B,
eines der an einem Greifer angreifenden Seile reißt oder unter Last sich von dem
Greifer löst, so daß das Seilende hochschnellt und die an ihm sitzende Seilbirne
gegen Teile der Vorrichtung schlägt. Außerdem wird die mögliche Hubhöhe des Kranes
um das Naß verringert, um welches der Pendelarm von der Seilrolle aus nach unten
ragt.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung
zur Ermittlung der Pendelungen eines belasteten Seiles gegenüber einer Seilrolle
so zu gestaaten, daß diese Ubelstände vermieden werden und sonach ein zuverlässiges
Arbeiten der Einrichtung gewährleistet ist..
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Das wird in erster Linie erreicht durch eine bei der Seilrolle angeordnete,
an deren Umlauf nicht teilnehmende, magnetische, induktive oder kapazitive Meßeinrichtung,
die auf die den Pendelungen entsprechenden Änderungen des Seilumschlingungswinkels
anspricht.
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Beispielsweise ist möglichst nahe an dem Kranz der Seilrolle ein Magnet-System
so angeordnet, daß der Magnetfluß zwischen seinen Polen durch das Seil in dem Bereich
hindurchgeht, in dem sich die Seil-Umschlingung beim Pendeln des Seiles ändert wobei
der Kranz der Seilrolle aus einem magnetisch möglichst wenig wirksamen Werkstoff
besteht. Es ist aber auch möglich, daß der Impulsgeber durch -einen an einer Wechselspannung
oder eine pulsierende Spannung angesohlossenen Transformator gebildet wird, dessen
Prifl:&r-und Sekundär-Wicklungen auf verschiedenen Seiten des Seilrollen-Kranzes
in dem Bereich liegen, in dem sich die Seil-Umschlingung beim Pendeln des Seiles
ändert, wobei der
Kranz der Scilrolle aus einen Werkstoff mit nicht
zu großer elektrischer Leitfähigkeit besteht.
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Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dargestellt; und zwar zeigen Pig. 1 schematisch eine Seilrolle mit einem pendelnden
Seil, Fig. 2 eine Einrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel und ine Seilrolle
in einem Axialschnitt (nach Linie II-II in Fig. 3), Fig. 3 den Schnitt nach der
Linie III-III in Fig. 2, Fig. 4 eine Einrichtung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel
und eine seilrolle in einem Axialschnitt (nach Linie IV-IV in Fig. 5), Fig. 5 den
Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 4, Fig. G einen Axialschnitt durch eine Einrichtung
nach einem weiteren Ausführungsbeispiel und durch den Kranz einer Seilrolle (nach
der Linie VI-VI in Fig. 7), Fig. 7 die in die Ebene ausgebreitete Draufsicht mit
Blickrichtung nach dem Pfeil A in Fig. 6, Fig £ eine Seitenansicht der Seilrolle
und der Einrichtung in kleinerem Maßstab, Fig. 9 einen Axialschnitt durch den kranz
einer Seilrolle und eine Einrichtung nach einem
weiteren AusfUhrungsbeispiel
(nach der Linie IX-IX in i, lo) und i?ig. lo eine Seitenansicht dieser Linrichtung
und der Seilrolle in einem kleineren Maßstab.
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Wie Fig6 1 zeigt, ist über eine Seilrolle 1, die z .B£ an einer Kran-Laufkatze
oder am Ende des Auslegers eines Wipp-Ixranes gelagert ist, ein Seil 2 des Kran-Hubwerkes
geführt. Es läuft in waagerechter Richtung auf die Seilrolle 1 auf und hängt von
dieser, wenn es nicht pendelt, lotrecht nach unten. An dem Seil 2 hängt ein Gewicht
3. Beispielsweise handelt es sich um ein Schließ- oder Halteseil für einen Greifer,
wobei das Gewicht 3 den auf das Seil 2 fallenden Anteil des Greifers Gewichtes verkörpert.
Der waagerechte Strang des Seiles 2 tangiert die Seilrolle 1 in deren Rille, die
der Einfachheit halber nicht gezeichnet ist, in einem Punkt 4, während der lotrechte
Strang des Seiles 2 die Seilrolle 1 im Punkt 5 tangiert. Durch die Punkte 4 und
5 ist der Umschlingungs-Winkel# bestimmt, der in diesem Fall 900 beträgt. Wenn das
Seil 2 mit der Last 3 in der Mittel-Ebene der Seil-Rille pendelt und dabei um die
WinkelÓ undß gegenüber der lotrechten Lage ausschwingt, verkleinert bzw. vergrößert
sich der UmschlingungswinkelÓ um die Winkel#undß.
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Die durch die Pendelungen des belasteten Seiles bedingten Änderungen
des Seil-Umschlingungswinkels an der Seilrolle werden beispielsweise nach Fig. 2
bis 5 durch ein Magnetsystem gemessen.
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Nach Fig. 2 und 5 sitzt der Kranz 6 der Seilrolle an einer einseitig
gegenüber der Mittel-Ebene 7 der Rille
versetzten Scheibe 8, die
an die Nabe 9 angeflanscht ist. Dementsprechend ist der Raum auf der Innenseite
des Kranzes 6 von einer Seite her zugänglich. In diesen Raum ragen zwei Magnetpole,
und zwar ein Nordpol lo und ein Südpol 11, herein, die auf der von der Scheibe 8
abgewandten Seite an einer Tragkonstruktion 12 befestigt sind. Diese ist an der
LauSkatze bzw. dem Wipp-Ausleger befestigt, sie nimmt also an der Umlaufbewegung
der Seilrolle, bei welcher sich die Nabe 9 auf der feststehenden Achse 13 dreht,
nicht teil, Die Magnetpole lo und 11 sind so nahe wie möglich an der Innenseite
des Kranzes 6 angeordnet, und zwar der Magnetpol lo in der Nähe derjenigen Stelle,
an welcher der waagerechte Strang des Seiles 2 auf die Seilrolle aufläuft, und der
Magnetpol 11 in der Nähe derjenigen Stelle an welcher der pendelnde Seilstrang beim
größten Umschlingungswinkel die Seilrolle tangiert.
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Der Kranz 6 besteht hierbei aus einem Werkstoff, der möglichst wenig
magnetisch wirksam ist, z.B. aus Mangan-Stahl. Er kann aber auch aus Aluminium,
einer Aluminium-Legierung oder aus Gußeisen bestehen. Doch sind geschmiedeter und
gegossener Stahl für diese Ausführungsbeispiele als Werkstoff für den Kranz der
Seilrolle kaum geeignet.
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Wie Fig. 3 zeigt, verlaufen die magnetischen Induktionslinien 14 von
dem Magnetpol lo zu dem Magnetpol 11 demgemäß in der Hauptsache nicht durch den
Werkstoff des Kranzes 6. Vielmehr konzentrieren sie sich innerhalb desjenigen Teiles
des aus Stahl-Litzen bestehenden Seiles 2, der Zisohen den Magnetpolen lo und 11
in der Rille der Seilrolle liegt
Fig. 3 zeigt zwei Pendel-Ausschläge
des belasteten Seilstranges, denen es entspricht, daß der Seil-Umschlingungswinkel
um den WinkelÓverkleinert bzw.
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um den Winkelß vergrößert wird. Damit verkleinert bzw. vergrößert
sich derjenige Teil des Seiles, der in der Rille anliegt. Demgemäß wird je nach
den Pendel-Ausschlägen ein kleinerer oder größerer Teil des Seiles von dem magnetischen
Induktionsfluß 14 zwischen den Magnetpolen lo und 11 erfaßt. Sonach sind die Pendelungen
des Seiles 2 mit Anderungen des Magnetflusses verbunden, und hierdurch werden in
einer nicht dargestellten, mit den Magnetpolen lo, 11 verbundenen Induktions-Einrichtung
elektrische Ströme induziert. Diese Ströme sind sonach ein Maß für die Pendelungen
des belasteten Seiles, und sie werden als Impulse für eine Regeleinrichtung verwendet,
welche nach einem vorbestimmten Programm den Antriebsmotor für die Katz-Fahrt bzw.
des Wipp-Werkes so beeinfluß, daß am Anfang und Ende der jeweiligen Katzfahr-Bewegung
bzw. Ausleger-Wippbewegung keine schädlichen Pendelungen auftreten.
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Nach Fig. 4 und 5 sind zwei kreisbogenförmige Magnetpmle 15, 16 auf
beiden Seiten des Seilrollen-Kranzes 17 angeordnet, der in diesem Fall ein zur Rillen-Ebene
7 symetrisches Profil hat.
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Die Magnetpole 15 und 16 sind ebenfalls an einer Tragkonstruktion
18 befestigt, die nicht an der Umlaufbewegung der Seilrolle teilnimmt. Sie erstrecken
sich, wie Fig. 5 zeigt über je einen Kreisbogen in einem Bereich, innerhalb dessen
sioh beim Pendeln des belasteten Seiles 2 der Seil-Umschlingungswinkel ändert, Die
magnetischen Induktionslinien 19 verlaufen hier zwischen den beiden Magnetpolen
1, 16 quec durch den
Kranz 17, der auch in diesem Fall aus einem
Werkstoff mit möglichst geringer magnetischer Wirkung besteht.
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Die Induktionslinien konzentrieren sich in dem in ihrem Bereich befindlichen
Teil des Seiles, dessen Länge sich beim Pendeln entsprechend der Änderung des Umschlingungswinkelns
ändert.
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Auch hierdurch erhält man beim Pendeln des belaseten Seiles Änderungen
des magnetischen Flusses, die zur Regelung der Katzfahr-Bewegung bzw der Ausle ger-Wipp-Bewegung
ausgenutzt werden können.
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Bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 6 bis lo wird zur Ermittlung
der unterschiedlichen Seil-Umschlingungs-Winkel ein Transformator verwendet.
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Nach Fig. 6, 7 und 8 sind auf jeder Seite des Kranzes 20 der Seilrolle
zwei Spulen- 21, 22 bzw. 23, 24 so angeordnet, daß die Mittellinien ihrer Kerne
25, 26, 27, 28 parallel liegen zu Tangenten an den Umfang der Rille in dem Kranz
2o. Die Spulen 21 und 22 sind hintereinandergeschaltet und bilden die Primär-Wicklung
des Transformators. Sie werden entweder von einer Wechselspannung oder von einer
zerhackten Gleichspannung gespeist.
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Die hintereinandergeschalteten Spulen 23 und 24 bilden die Sekundär-Wicklung
des Transformators. An den Enden der Kerne 25, 26 27, 28 sitzen Pol-Schuhe 29, 30,
31, 32, 33, 34, die bis auf geringes Spiel an den Kranz 20 heranreichen. Dieser
besteht aus einem Werkstoff mit möglichst geringer elektrischer Leitfähigkeit, beispielsweise
aus Kunststoff. Es kann aber auch z.B. Gußeisen verwendet werden, während Aluminium
kaum geeignet ist.
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Wenn sich im Bereich der Spulen 21, 22, 23, 24 kein Seil
in
der Rille des Kranzes 20 befinden würde, würde der größte Teil der in den Primär-Wicklungs-Spulen
21, 22 auftretenden elektrischen Energie in die Sekundär-Wicklungsspulen 23, 24
induziert werden, während in dem Kranz 20 wegen der geringen elektrischen Leitfähigkeit
seines Werkstoffes nur verhältnlsmaßig geringfügige Ströme induziert würden. Anders
verhält es sich aber, wenn in der Rille des Kranzes 20 das Stahlseil 2 liegt.
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In diesem wird dann der größte Teil der elektrischen Energie aus den
Primär-Wicklungs-Spulen 21, 22 in Form von Weehselströmen oder pulsierenden Gleichströmen
absorbiert. Es tritt dann nur ein geringer Teil der elektrischen Energie in den
Sekundär-Wicklungs-Spulen 27,- 24 auf.
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Je nach dem, wie lang beim Pendeln des belasteten Seiles gemäß Fig,
8 der im Bereich der Spulen in der Rille des Kranzes 20 liegende Teil des Seiles
ist, wird ein mehr oder weniger großer Teil der von den Primär-Wicklungs-Spulen
ausgehenden elektrischen Energie in den Sekundär-Spulen 23, 24 in Erscheinung treten.
Dieser Anteil kann mittels eines elektrischen Meßgerätes ermittelt werden.
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Er ist umso größer, Je kleiner der Seil-Umschlingungswinkel beim Pendeln
des Seiles ist, und umgekehrt. Sonach kann man von den erwähnten Meßgeräten Impulse
ableiten die ein Maß für die Seil-Umschlingungswinkel und damit für die Pendel-Ausschläge
sind und demgemäß zur Regelung für Katzfahr-Bewegung bzw. der Ausleger-Wipp-Bewegung
herangezogen werden können.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 und lo wird das gleiche Transformator-Prinzip
angewendet wie bei dem Beispiel nach Fig. 6 bis 7. Nur sind die Spulen 35,
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auf beiden Seiten des Kranzes 20 an einem an der Umlaufbewegung der Scheibe nicht
teilnehmenden TrapJerk so angeordnet, daß die Mittellinien ihrer Magnetkerne 37>
38 in radialen Ebenen liegen, welche durch die Drehachse der Seilrolle hindurchgehen.
In dem Querschnitt nach Fig. 9 betrachtet sind die Kerne 37, 38 so geneigt, daß
sie parallel zu den V-artigen Profilseiten des Kranzes 20 liegen. Die an jedem Magnetkern
sitzenden Polschuhe sind mit 39 bezeichnet.
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Durch diese Anordnung wird erreicht, daß sich ein kürzerer, in sich
geschlossener Weg der Feldlinien 40 ergibt, Auch hierbei wird die von der Primär-Wicklflng
ergibt. Auch hierbei wird die von der Primär-Wicklung auf der einen Seite des Kranzes
20 ausgehende elektrische Energie durch das in der Rille des Kranzes 20 liegende
Seil je nach der durch die Pendelungen bedingten Größe des Seil-Umschlingungswinkels
mehr oder weniger abgeschirmt, so daß nur der verbleibende Teil dieser Energie in
der Sekundär-Wicklung auf der anderen Seite des Kranzes auftritt und als Impuls
für die Regeleinrichtung verwendet werden kann.
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Unter Umständen kann der Erfindungsgedanke auch dadurch verwirklicht
werden, daß bei einer Änderung des Seil-Umschlingungswinkels an der Seilrolle die
kapazitive Aufladung eines Kondensators geändert und hierduroh ein Regelimpuls ausgelöst
wird, In Jedem Fall wird durch die Anwendung der Erfindung erreicht, daß zur Ermittlung
der Seil-Pendelungen keine mit dem 8.il in Berührung stehenden mechanischen Bauteile
verwendet werden und daß für die Einrichtung nur wenig Platz benötigt wird, insbesondere
von der Seilrolle keine Teile der Einrichtung nah unten ragen. Sonao wird die Gefahr
einer
Beschädigung der Meßeinrichtung vermieden, und die Hubhöhe
wird nicht geschmälert. Da die Einrichtung nur mit schwachen elektrischen Strömen
arbeitet, genügt es, wenn im Bereich der Seilrollen als Energiequelle beispielsweise
eine Batterie, ggfs, in Verbindung mit einem Zerhacker, verwendet wird.
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Die Impulse, die erfindungsgemäß von der bei der Seilrolle angeordneten
Meßeinriohtung entsprechend den mit den Seilpendelungen veränderlichen Seilumschlingungswinkeln
geliefert werden, können durch Funksignale auf einen Empfänger am feststehenden
Teil des Kranes übertragen werden. Hierdurch werden Kabel vermieden die zu Störungen
Anlaß geben könnten, Ansprüche: