DE2009847C3 - Device for rotating a hanging load around its vertical axis - Google Patents
Device for rotating a hanging load around its vertical axisInfo
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- B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Drehen einer — insbesondere an dem Lasthaken eines Hebezeuges — hängenden Last um ihre vertikale Achse, bestehend aus einem Kreiselsystem, dessen Präzessionsmoment nach dem Prinzip einer zu einer horizontalen Kreiselachse rechtwinklig verlaufenden Kippachse wirksam wird.The invention relates to a device for rotating a - in particular on the load hook of a hoist - hanging load around its vertical axis, consisting of a gyroscopic system, its precession moment according to the principle of a tilting axis running at right angles to a horizontal gyro axis takes effect.
Bei Kränen und Ladegeschirren hängen Lasten üblicherweise nur an einem Seil bzw. einer Talje. Zwischen Lasten und Seil bzw. Talje ist ein Wirbel angeordnet, der dem Zweck dient, das notwendige Drehen der Last um die vertikale Achse ohne Verdrehen der Talje (Seil) zu ermöglichen.In the case of cranes and loading harnesses, loads are usually only suspended from a rope or tackle. Between Loads and rope or tackle, a vortex is arranged, which serves the purpose of the necessary turning the load around the vertical axis without twisting the tackle (rope).
Die Lasten wurden bisher üblicherweise mit der Hand oder mit einem Elektromotor über ein Getriebe
gedreht, wobei es erforderlich ist, daß äußere Momente an die Last angreifen. Im ersten Fall werden in einfachster
Weise Seile an der Last befestigt und die Last damit in die gewünschte Lage gedreht. Im zweiten Fall
wird ein Motor zwischen Last und Aufhängung geschaltet Ein Drehmoment kann indessen erst dann auf
die Last ausgeübt werden, wenn durch ein von der Ladetalje abgespreiztes Hilfsseil das Gegendrehmoment
aufgenommen werden kann. Das Hilfsseil kann jedoch in vielen Fällen an Lukensüllen und an der Ladung
scheuern, was die Verwendbarkeit des Verfahrens einschränkt
Es ist auch bereits eine Vorrichtung bekannt, bei der es der Aufnahme des Gegendrehmomentes nicht bedarf,
weil hier das Gehäuse eines mit seiner Achse vertikal aufgehängten Motors als frei umlaufende Masse
ausgebildet und die Rotorachse einerseits über einen Wirbel mit der Talje, andererseits über einen HakenThe loads were usually rotated by hand or with an electric motor via a gear, it being necessary that external moments act on the load. In the first case, ropes are attached to the load in the simplest way and the load is thus rotated into the desired position. In the second case, a motor is switched between the load and the suspension. However, a torque can only be exerted on the load when the counter-torque can be absorbed by an auxiliary rope spread apart from the loading platform. In many cases, however, the auxiliary rope can rub against hatch coamings and the cargo, which limits the usability of the method
A device is already known in which the counter torque does not need to be absorbed, because here the housing of a motor suspended vertically with its axis is designed as a freely rotating mass and the rotor axis on the one hand via a vortex with the tackle, on the other hand via a hook
mit der Last verbunden ist Hier wiegt also die Gehäusemasse (Trägheitsmoment) und ihre Umlaufgeschwindigkeit die Masse der Last und deren Umlaufgeschwindigkeit auf. Nachteilig ist bei dieser bekannten Vorrichtung die Steuerung der Drehbewegung und der Wech-is connected to the load Here, the weight of the housing (moment of inertia) and its rotational speed are important the mass of the load and its speed of rotation. This known device is disadvantageous the control of the rotary movement and the
sei in der Richtung der Drehbewegung. Denn die Gehäusemasse kann aus Gründen der Rentabilität des benutzten Hebezeuges eine gewisse Masse nicht überschreiten. Ihre Umlaufgeschwindigkeit wird daher sehr hoch sein müssen. Diese hohe Umlaufgeschwindigkeit muß ab~r immer dann abgebremst und auf den Wert Null gebracht werden, wenn die Drehung der Last um ihre vertikale Achse vollendet ist. Die Umlaufgeschwindigkeit der Gehäusemasse muß aber in umgekehrter Richtung wieder ansteigen, wenn eine Rückdrehung der Last erfolgen soll. Das ist besonders nachteilig dann, wenn infolge der schwingenden Bewegung der in dem Hebezeug hängenden Last oft hintereinander folgende kleine Korrekturen der Drehstellung der Last um ihre vertikale Achse vorgenommen werden müssen.be in the direction of the rotary motion. Because the case dimensions cannot exceed a certain mass for reasons of profitability of the hoist used. Your circulation speed will therefore have to be very high. This high speed of circulation must always be decelerated from ~ r and brought to the value zero when the rotation of the load reverses its vertical axis is complete. The speed of rotation of the housing mass must, however, be reversed Increase direction again if the load is to be rotated backwards. This is particularly disadvantageous when, as a result of the oscillating movement of the load hanging in the hoist, it often follows one another small corrections to the rotational position of the load about its vertical axis have to be made.
Es werden hierzu erhebliche Leistungen benötigt, um in möglichst kurzer Zeit die Verzögerungsmomente und die Btschleunigungsmomente aufbringen zu können.For this purpose, considerable efforts are required in order to achieve the deceleration moments and in the shortest possible time to be able to generate the acceleration moments.
Weiterhin ist in einer älteren Anmeldung eine Vorrichtung vorgeschlagen worden, die aus einem Kreiselsystem besteht, dessen Präzessionsmoment nach dem Prinzip einer zu einer horizontalen Kreiselachse rechtwinklig verlaufenden Kippachse wirksam wird. Hierzu gibt es zwei Ausführungen:Furthermore, a device has been proposed in an earlier application, which consists of a gyro system exists whose precession moment according to the principle of a right-angled to a horizontal gyro axis running tilt axis becomes effective. There are two versions of this:
a) Das Kreiselsystem ist hinsichtlich beidsinniger Drehungen um die vertikale Achse fest mit der Last gekoppelt, und seine Bewegung um die Kippachse ist mit Hilfe eines Antriebes steuerbar. Mit einer solchen erzwungenen Kippbewegung des Kreisels läßt sich die Last (+ Kreiselsystem) wie gewünscht in eine Drehung um die vertikale Achse versetzen.a) The gyro system is fixed with the in terms of two-way rotations around the vertical axis Load coupled, and its movement around the tilt axis can be controlled with the aid of a drive. With such a forced tilting movement of the gyro can be the load (+ gyro system) like set in a rotation around the vertical axis.
b) Das Kreiselsystem ist um die Kippachse frei beweglich, und zwischen dem Kreiselsystem und der Last ist ein Drehmoment um eine vertikale Achse mit Hilfe eines Antriebes anlegbar. Der Kreisel reagiert auf das Drehmoment mit einer einfachen Kippbewegung, und er vermag so das Gegenmoment aufzubringen.b) The gyro system is freely movable around the tilt axis, and between the gyro system and the A torque can be applied around a vertical axis with the aid of a drive. The circle reacts to the torque with a simple tilting movement, and so it can handle the counter-torque to raise.
Diese Arten der Anordnung genügen im allgemeinen in allen Fällen, in denen die frei hängende Last um ihren Aufhängepunkt keine pendelartigen Schwingungen ausführt bzw. diese Schwingungen nur in einer Ebene stattfinden, die senkrecht zu der Kreiselachse verläuft. Sind diese Bedingungen nicht erfüllt, wie es bei Kränen und Schiffsladegeschirren der Fall ist, so verändert die Kreiselachse ihre Winkellage, z. B. zur Horizontalen, und eine solche Winkellagenänderung würde einer Drehung um die Kippachse ähneln oder gleichkommen.These types of arrangement are generally sufficient in all cases in which the freely suspended load is around her The suspension point does not perform pendulum-like vibrations or these vibrations only in one plane take place, which is perpendicular to the gyro axis. If these conditions are not met, as is the case with cranes and ship loading gear is the case, the gyro axis changes its angular position, e.g. B. to the horizontal, and such a change in angular position would be similar or equal to a rotation about the tilt axis.
Das heißt. Schwingungen der Last um ihren Aufhängepunkt wurden in diesem Fall zu einer unbeabsichtigten Auslösung einer Präzessionsbewegung führen und der Last eine Drehung um ihre vertikale Achse vermitteln, die auf Grund von pendelartigen Schwingungen der Last um ihren Aufhängepunkt unerwünscht ist.This means. Oscillations of the load around its suspension point would in this case lead to an unintentional triggering of a precession movement and the Load convey a rotation about its vertical axis, which is due to pendulum-like oscillations of the Load around its suspension point is undesirable.
Jede Konstruktion mit nur einem Kreisel hat außerdem den folgenden Nachteil: In der Ruhelage liegt die Achse des Kreisels in der Horizontalen, d. h., sein Drehimpuls hut nur eine horizontale Komponente. Bei der Kippbewegung des Kreisels wird seine Achse aus der Horizontalen herausgedreht, d. h„ die horizontale Komponente des Drehimpulses wird verkleinert Es wird also der Drehimpuls vernichtet, wozu stets ein Drehmoment nötig ist Anders gesagt: Beim Kippen des Schwungrades tritt ein unerwünschtes Drehmoment um eine horizontale Achse auf, was zu Schaukelbewegungen der Last führt Dieses ist von Bedeutung, da beim Verladen von leichten Lasten oder bei einem Leerhub nur mit dem Anschlaggeschirr die Last bzw. das Anschlaggeschirr sehr schnell in unkontrollierbare Pendelbewegungen kommtAny construction with only one gyro also has the following disadvantage: The is in the rest position The axis of the gyro in the horizontal, d. i.e., its angular momentum hat only one horizontal component. In the Tilting movement of the top, its axis is rotated out of the horizontal, d. h "the horizontal The component of the angular momentum is reduced. The angular momentum is therefore destroyed, for which there is always a Torque is required In other words: when the flywheel tilts, an undesirable torque occurs around a horizontal axis, which leads to rocking movements of the load.This is important because when loading light loads or during an idle stroke, the load or the sling quickly begins to oscillate in an uncontrollable manner
Diese Mangel zu beseitigen, ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe.The invention is based on eliminating this deficiency lying task.
Die Erfindung besteht darin, daß das Kreiselsystem aus zwei in verschiedener Drehrichtung, jedoch mit gleich großem Drehimpuls umlaufenden maschinell angetriebenen Kreiseln besteht und daß beide Kreiselachsen in der Ruhelage in der horizontalen Ebene angeordnet und um zu ihnen rechtwinklig und zueinander parallel verlaufende horizontale Kippachsen gegenläufig schwenkbeweglich sind.The invention consists in that the gyro system consists of two in different directions of rotation, but with equal angular momentum rotating machine-driven gyroscopes and that both gyro axes arranged in the rest position in the horizontal plane and around them at right angles and to each other parallel horizontal tilt axes are pivotable in opposite directions.
Bei einer solchen Konstruktion mit zwei Kreiseln sind die zwei horizontalen Drehimpulskomponenten stets entgegengesetzt gleich. Nach außen tritt also keine Horizontalkomponente des Drehimpulses auf. Die eben beschriebenen Schwierigkeiten des Einkreiselsystems gibt es also nichtIn such a construction with two gyroscopes, the two are horizontal components of angular momentum always the same opposite. So there is no horizontal component of the angular momentum on the outside. the So there are no difficulties with the single gyro system just described
Bei einer Schwingung der Last um ihre Aufhängepunkte in einer zu den Kreiselachsen parallelen Ebene treten zwei entgegengesetzt gerichtete Präzessionsmomente auf, die sich gegenseitig aufheben, so daß auch jede ungewollte Drehung der Last um eine vertikale Achse unterbleibt. Beim Kippen der Kreisel wird, wie schon beschrieben, die horizontale Komponente des Drehimpulses verkleinert. Da die Kreisel gegenläufig rotieren, heben sich die aus der Verkleinerung des Drehimpulses entstehenden Drehmomente um eine horizontale Achse gegenseitig auf, so daß keine Schaukelbewegung auftreten kann.When the load oscillates around its suspension points in a plane parallel to the axes of the gyroscope two oppositely directed precession moments occur, which cancel each other out, so that too any unwanted rotation of the load around a vertical axis is avoided. When tilting the top it becomes like already described, the horizontal component of the angular momentum is reduced. Because the tops rotate in opposite directions rotate, the torques resulting from the reduction of the angular momentum are raised by a horizontal one Axis on each other so that no rocking movement can occur.
Ein weiterer Vorteil des Zweikreiselsystems zur EinKreisel-Ausführung ist, daß bei gleicher Leistung der Vorrichtung die Kreisel kleiner sein können, da zwei vorhanden sind. Das bedeutet wiederum, daß mit höheren Drehzahlen gearbeitet werden kann als mit einem Kreisel, da die Lagerkräfte durch kleine Massen entsprechend kleiner werden. Höhere Drehzahlen bedeuten also kleinere Massen, das heißt daß das Zweikreiselsystem kompakter und leichter ausgebildet werden kann als das Einkreiselsystem.Another advantage of the two-gyro system compared to the single-gyro version is that with the same performance of the device, the gyroscope can be smaller, since two available. This in turn means that you can work with higher speeds than with one Gyroscope, as the bearing forces are correspondingly smaller due to small masses. Mean higher speeds thus smaller masses, which means that the two-gyro system can be made more compact and lighter can be used as the single gyro system.
Eine Drehung der Last kann mit zwei verschiedenen Ausführungen erzielt werden:
a) Die Drehbewegung wird dadurch erzielt, daß das Kreiselsystem um eine vertikale Achse mit der
Last fest gekoppelt ist und die Schwenkbewegungen der Kreisel um die Kippachsen in Abhängigkeit
voneinander steuerbar sind. Sie führen dadurch zu einer gleichsinnigen Präzessionsbewegung,
deren Größe der Summe der Drehimpulse der einzelnen Kreisel proportional ist
b) Die Drehbewegung wird dadurch erzielt, daß zwischen dem Kreiselsystem und der Last ein Drehmoment
um eine vertikale Achse mit Hilfe eines Antriebes anlegbar ist, und die Kreisel um die
Kippachsen frei schwenkbeweglich sind.A rotation of the load can be achieved with two different versions:
a) The rotary movement is achieved in that the gyro system is firmly coupled to the load about a vertical axis and the pivoting movements of the gyroscopes about the tilting axes can be controlled as a function of one another. This leads to a precession movement in the same direction, the size of which is proportional to the sum of the angular momentum of the individual gyroscopes
b) The rotary movement is achieved in that a torque can be applied between the gyro system and the load about a vertical axis with the aid of a drive, and the gyroscopes are freely pivotable about the tilting axes.
Wird auf dieses Kreiselsystem ein Drehmoment um eine vertikale Achse ausgeübt, so reagieren die Kreisel mit gegensinnigen Kippbewegungen und nehmen dadurch das Gegendrehmoment auf.If a torque is exerted on this gyro system around a vertical axis, the gyroscopes react with opposing tilting movements and thereby absorb the counter torque.
Um eine eventuelle Unsymmetrie der Schwenkbewegungen unmöglich zu machen, erfolgen sie mittels eines beiden Kreiseln gemeinsamen Schwenkantriebes bzw. sind die Kippachsen so (z. B. durch ein Getriebe) miteinander gekoppelt, daß nur Schwenkbewegungen um gleich große Winkel in entgegengesetzter Richtung möglich sind.In order to make any asymmetry of the swivel movements impossible, they are carried out by means of a swivel drive common to both gyroscopes or the tilting axes are linked in this way (e.g. by means of a gear) coupled that only pivoting movements by equal angles in the opposite direction possible are.
Das Kreiselsystem bildet eine drehfeste Plattform, die das Gegendrehmoment eines darunter angeordneten, z. B. rotorseitig mit der Plattform und statorseitig mit der Last verbundenen Drehantriebes aufnimmt.The gyro system forms a non-rotatable platform that generates the counter torque of an underneath, z. B. on the rotor side with the platform and on the stator side with the load connected rotary drive.
Die vorbeschriebenen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind unterhalb des Wirbels anzuordnen, der in der Aufhängung zwischen der Last und dem Aufhängepunkt vorgesehen ist. Innerhalb dieses Bereiches kann die Vorrichtung nach der Erfindung oberhalb des Lasthakens oder unter demselben oder auch direkt oder indirekt in Verbindung mit der Last oder dem Heißgeschirr und/oder den Spreizeinrichtungen des Heißgeschirres angeordnet sein.The above-described embodiments of the device according to the invention are below the vortex to be arranged, which is provided in the suspension between the load and the suspension point. Inside this Area can the device according to the invention above the load hook or under the same or also directly or indirectly in connection with the load or the hot utensils and / or the spreading devices be arranged of the hot utensils.
Bei den Ausbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es vorteilhaft, die Kreiselachsen und die Achsen der Kreiselaufhängung festsetzbar einzurichten, um Beschädigungen zu vermeiden, wenn die Vorrichtung außer Betrieb und einer rauhen Behandlung ausgesetzt ist.In the designs of the device according to the invention, it is advantageous to use the gyro axes and the Set up axes of the gyro suspension fixable to avoid damage when the device out of order and exposed to rough handling.
Die Erfindung ist in der Zeichnung schematisch und beispielsweise veranschaulicht Es zeigtThe invention is illustrated schematically and by way of example in the drawing. It shows
F i g. 1 eine schematische Darstellung des unter a) Beschriebenen,F i g. 1 a schematic representation of what is described under a),
F i g. 2 eine schematische Darstellung des unter b) Beschriebenen.F i g. 2 shows a schematic representation of what is described under b).
F i g. 1 zeigt schematisch die Vorrichtung in Verbindung mit einer Last 8. Das die Drehung bewirkende Kreiselsystem besteht aus den Kreiselantrieben 1, Γ, den Kreiselachsen 2,2' und den Kreiselmassen 3,3'.F i g. Fig. 1 shows schematically the device in connection with a load 8. That causing the rotation The gyro system consists of the gyro drives 1, Γ, the gyro axes 2,2 'and the gyro masses 3,3'.
F i g. 1 zeigt ferner die in einem Hebezeug am Haken 6 hängende Last 8, die mit Hilfe eines Wirbels 5 um eine vertikale Achse drehbar ist Zn diesem Zweck ist die z. B. einen Container darstellende Last mit dem Wirbel 5 durch gespreizte Lastseile 9 verbunden. Die Spreizmittel 10 bestehen im wesentlichen aus Stangen oder Rohren und bilden ein etwa in der horizontalen Ebene liegende Fläche umgrenzendes Gestell, das die erfinduiigsgemäße Vorrichtung aufnimmt, die aus zwei gegenläufigen Kreiselsystemen 1, 2, 3, Γ, 2', 3' besteht, die um Kippachsen 15, 15' schwenkbar sind. Diese Schwenkbewegung ist ebenfalls gegenläufig und wird von einem beiden Kippachsen 15 und 15' gemeinsamen und mit ihnen durch mechanische Übertragungsmittel 12,12' verbundenen Schwenkantrieb 13 bewerkstelligt.F i g. 1 further shows the hanging a hoist load on the hook 6 8 5 is rotatable about a vertical axis by means of a vortex Zn this purpose is the z. B. a container representing load connected to the vertebra 5 by spread 9 load ropes. The expansion means 10 consist essentially of rods or tubes and form a frame which lies approximately in the horizontal plane and which encloses the device according to the invention, which consists of two counter-rotating gyroscopic systems 1, 2, 3, Γ, 2 ', 3', which are pivotable about tilt axes 15, 15 '. This pivoting movement is also in opposite directions and is brought about by a pivoting drive 13 that is common to both tilting axes 15 and 15 'and is connected to them by mechanical transmission means 12, 12'.
Für den dargestellten Schneckenantrieb kann auch jede andere Art einer Schwenkeinrichtung zur Anwendung !'ommen.Any other type of pivoting device can also be used for the worm drive shown ! 'taken.
F i g. 2 veranschaulicht sozusagen die Umkehrung der Ausbildung nach F i g. 1.F i g. 2 illustrates, so to speak, the reversal of the training according to FIG. 1.
F i g. 2 zeigt wiederum zwei Kreiselsvsteme 1. 2. 3F i g. 2 again shows two gyroscopic systems 1. 2. 3
und Γ, 2', 3', getragen von den Lastseilen 9, Spreizmitteln 10 unterhalb des Wirbels 5. Die Kippachsen 15,15' der beiden Kreisel sind hier mittels eines Getriebes 19 miteinander verbunden, das beiden Kippachsen eine zueinander gegenläufige Bewegung gleicher Größe und gleicher Geschwindigkeit ermöglicht, um störende Unsymmetrie zwischen den Kippbewegungen der beiden Kreisel zu vermeiden. Mit der die Kreisel tragenden drehfesten Plattform, die im wesentlichen aus den Spreizmitteln 10 besteht, ist unterhalb derselben ein Drehantrieb 16 verbunden, wobei sein Rotor 17 mit derand Γ, 2 ', 3', carried by the load ropes 9, spreading means 10 below the vortex 5. The tilting axes 15, 15 ′ of the two gyroscopes are here by means of a gear 19 connected to each other, the two tilting axes a mutually opposite movement of the same size and equal speed allows to avoid disturbing asymmetry between the tilting movements of the two Avoid gyroscopes. With the rotatable platform carrying the gyroscope, which essentially consists of the Spreading means 10 consists, a rotary drive 16 is connected below the same, its rotor 17 with the
Plattform und sein Stator 18 mit der Last 8 in Verbindung steht.Platform and its stator 18 is connected to the load 8.
Die Anwendung der Erfindung ist nicht nur auf die Handhabung schwerer Lasten beschränkt, sondern sie ist auch für alle diejenigen Fälle von besonderer Bedeutung, bei denen ein Drehen der Last mit von außen angreifenden Mitteln von Hand oder auch unter Zuhilfenahme maschineller Hilfsmittel nicht möglich ist, bei denen es aber auf eine sehr genaue Handhabung der Last besonders ankommt.The application of the invention is not limited to handling heavy loads, but rather them is also of particular importance for all those cases in which the load can also be rotated from the outside attacking means by hand or with the help of mechanical aids is not possible but for which a very precise handling of the load is particularly important.
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
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Applications Claiming Priority (1)
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Also Published As
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Legal Events
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| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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