DE202023100429U1

DE202023100429U1 - hoist

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Publication number: DE202023100429U1
Application number: DE202023100429.6U
Authority: DE
Original assignee: VOLLERT ANLAGENBAU GmbH
Current assignee: VOLLERT ANLAGENBAU GmbH
Priority date: 2023-01-31
Filing date: 2023-01-31
Publication date: 2023-02-23
Anticipated expiration: 2033-02-01

Abstract

Hubwerk eines Hebezeuges mit wenigstens einer Seiltrommel (3), wenigstens einem von dieser auf- und abwickelbaren Seil (4), wenigstens einem mit der wenigstens einen Seiltrommel (3) kuppelbaren Antrieb (2), einer Steuerung (7) und einer Lastmesseinrichtung (6; 10) zur Ermittlung der auf das wenigstens eine Seil (4) einwirkenden Last, dadurch gekennzeichnet, dass das Hubwerk (1) ferner eine Seilbiegewechselmesseinrichtung zur Ermittlung der Seilbiegewechsel des wenigstens einen Seils (4) und eine Prognoseeinrichtung mit einem Datenspeicher und einer Rechnereinheit zur Ermittlung der theoretischen Seilablagereife des wenigstens einen Seils (4) auf der Basis der Daten der Lastmesseinrichtung (6; 10) und der Seilbiegewechselmesseinrichtung aufweist.

Hoist of a hoist with at least one cable drum (3), at least one cable (4) that can be wound and unwound from this, at least one drive (2) that can be coupled to the at least one cable drum (3), a controller (7) and a load measuring device (6 ; 10) for determining the load acting on the at least one rope (4), characterized in that the hoist (1) also has a rope bending cycle measuring device for determining the rope bending cycle of the at least one rope (4) and a forecasting device with a data memory and a computer unit for Determination of the theoretical rope shedding maturity of the at least one rope (4) on the basis of the data of the load measuring device (6; 10) and the rope bending change measuring device.

Description

Die Erfindung betrifft ein Hubwerk, z.B. eines Hebezeuges, mit einem oder mehreren Seilen, einer oder mehreren Seiltrommeln und einem oder mehreren Antrieben.The invention relates to a hoist, e.g. a hoist, with one or more ropes, one or more rope drums and one or more drives.

Ein solches Hubwerk ist aus der EP 1 472 175 B1 bekannt. Hierbei ist zwischen dem Antriebsmotor und der Seiltrommel ein Hubwerksgetriebe angeordnet, das im Bereich eines seiner stirnseitigen Enden um eine parallel zur Seiltrommelachse verlaufenden Achse schwenkbar gelagert ist und im Bereich seines anderen stirnseitigen Endes auf mindestens einer Drehmomentstütze abstützbar ist, der eine Messeinrichtung zur indirekten Erfassung der an den Seilen hängenden Last zugeordnet ist. Die Lasterfassung kann dabei auch als Indikator zur statistischen Ermittlung der Wartungsintervalle in Verbindung mit den gezählten Betriebsstunden dienen.Such a hoist is from the EP 1 472 175 B1 known. In this case, a hoist gear is arranged between the drive motor and the rope drum, which in the area of one of its front ends is pivotably mounted about an axis running parallel to the rope drum axis and in the area of its other front end can be supported on at least one torque arm, which has a measuring device for indirect detection of the is assigned to the load hanging on the ropes. The load detection can also serve as an indicator for the statistical determination of the maintenance intervals in connection with the counted operating hours.

Für einen sicheren Betrieb von Seilhubwerken ist es neben der Einhaltung von Wartungsintervallen auch wesentlich, die Lebensdauer der einzelnen Komponenten zu kennen und diese bei Bedarf vor Erreichen der Lebensdauer auszutauschen. Eine Komponente, die in einem Hubwerk großer Belastung ausgesetzt ist, ist das Seil, welches meist als Drahtseil ausgeführt ist. Wenn das Seil nach dem Prinzip eines Flaschenzugs über mehrere Rollen geführt wird, sind zumindest einige Bereiche des Seils wechselnden Biegebeanspruchungen ausgesetzt, die letztlich zu einem Versagen des Seils führen können. Für Hubwerke wird daher die theoretische Seilablagereife, d.h. der Zeitpunkt, zu dem ein Seil ausgetauscht werden muss, auf Basis von Annahmen über das Seil selbst und dessen geschätzte Belastung im Betrieb bestimmt.In addition to adhering to maintenance intervals, it is also essential for the safe operation of rope hoists to know the service life of the individual components and, if necessary, to replace them before the service life is reached. A component that is exposed to great stress in a hoist is the rope, which is usually designed as a wire rope. If the rope is guided over several pulleys according to the principle of a block and tackle, at least some areas of the rope are exposed to alternating bending stresses, which can ultimately lead to failure of the rope. For hoists, therefore, the theoretical discard maturity, i.e. the point in time at which a rope must be replaced, is determined on the basis of assumptions about the rope itself and its estimated stress in operation.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Hubwerk bereitzustellen, bei dem die reale Nutzungsdauer zuverlässiger bestimmbar ist.The object of the invention is to provide a hoist in which the actual service life can be determined more reliably.

Diese Aufgabe wird mit einem Hubwerk mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved with a hoist with the features of claim 1.

Das Hubwerk eines Hebezeuges weist hierzu wenigstens eine Seiltrommel, wenigstens ein von dieser auf- und abwickelbares Seil, wenigstens einen mit der wenigstens einen Seiltrommel kuppelbaren Antrieb, eine Steuerung und eine Lastmesseinrichtung zur Ermittlung der auf das wenigstens eine Seil einwirkenden Last auf. Erfindungsgemäß weist das Hubwerk ferner eine Seilbiegewechselmesseinrichtung zur Ermittlung der Seilbiegewechsel des wenigstens einen Seils und eine Prognoseeinrichtung mit einem Datenspeicher und einer Rechnereinheit zur Ermittlung der theoretischen Seilablagereife des wenigstens einen Seils auf der Basis der Daten der Lastmesseinrichtung und der Seilbiegewechselmesseinrichtung auf. Das erfindungsgemäße Hubwerk ist beispielsweise Bestandteil eines Regalbediengeräts oder eines Brücken- oder Portalkrans.For this purpose, the hoist of a hoist has at least one cable drum, at least one cable that can be wound and unwound from it, at least one drive that can be coupled to the at least one cable drum, a controller and a load measuring device for determining the load acting on the at least one cable. According to the invention, the hoist also has a rope bending cycle measuring device for determining the rope bending cycles of the at least one rope and a prognosis device with a data memory and a computer unit for determining the theoretical discard maturity of the at least one rope on the basis of the data from the load measuring device and the rope bending cycle measuring device. The hoist according to the invention is, for example, part of a storage and retrieval device or a bridge or gantry crane.

Durch Möglichkeiten der Lasterfassung kann die Belastung und somit das Lastkollektiv erfasst werden, welche auf das Hubwerk und das Seil bzw. die Seile einwirkt. Anhand der gefahrenen Bewegungen bzw. Hubspiele in Kombination mit der jeweiligen einwirkenden Last bzw. dem Lastkollektiv der eingewirkten Belastungen kann erfindungsgemäß, ggf. unter Berücksichtigung konstruktionsspezifischer Parameter, die Seilbeanspruchung (nach Norm) errechnet bzw. abgeschätzt werden. Anhand der bisherigen Benutzung wird die Restlebensdauer der Seile sowie der Zeitpunkt des Austausches prognostiziert. Optional können weitere Zeitpunkte, wie das Lebensdauerende der Seile, prognostiziert werden. Dabei ist die Auswertung der Seile einzeln oder auch zusammen möglich. Die Daten können direkt auf dem Steuerungs-/Erfassungssystem gespeichert werden sowie bei Bedarf mittels Schnittstellen anderen Anwendungen bereitgestellt werden. The load and thus the collective load acting on the hoist and the cable or cables can be recorded by means of load detection options. The rope stress (according to the standard) can be calculated or estimated according to the invention, possibly taking into account design-specific parameters, based on the driven movements or lifting cycles in combination with the respective acting load or the collective load of the acting loads. Based on previous use, the remaining service life of the ropes and the time of replacement are predicted. Optionally, further points in time, such as the end of life of the ropes, can be forecast. The evaluation of the ropes is possible individually or together. The data can be stored directly on the control/acquisition system and, if required, made available to other applications via interfaces.

Durch die Prognose der theoretischen Seilablagereife ist es möglich, das Seil oder andere Komponenten eines Hubwerks rechtzeitig auszutauschen, bevor Beschädigungen auftreten oder der sichere Betrieb gefährdet wird.By predicting the theoretical discard maturity, it is possible to replace the rope or other components of a hoist in good time before damage occurs or safe operation is jeopardized.

Nach einer Ausführungsform kann die wenigstens eine Lastmesseinrichtung abhängig von der Aufhängung des Seiles sowie dem verfügbaren Bauraum beispielsweise als Kraftmessring oder Kraftmessstab oder Kraftmessbolzen ausgebildet sein. Die Messung der Kraft erfolgt in beiden Systemen über wenigstens einen Dehnmessstreifen (DMS), der mit der Steuerung verbindbar oder permanent verbunden ist. Der Dehnmessstreifen wird hierzu beispielsweise zwischen einem kraftführenden Element und einer ortsfesten Verankerung angeordnet. Der Dehnmessstreifen kann zudem zur Schlaffseil- und/oder Überlastmessung mit der Steuerung verbunden sein.According to one embodiment, the at least one load measuring device can be designed, for example, as a force measuring ring or force measuring rod or force measuring bolt, depending on the suspension of the cable and the available installation space. In both systems, the force is measured using at least one strain gauge (DMS), which can be connected to the controller or is permanently connected. For this purpose, the strain gauge is arranged, for example, between a force-transmitting element and a fixed anchorage. The strain gauge can also be connected to the controller to measure slack rope and/or overload.

Alternativ oder zusätzlich kann die Leistung des Antriebsmotors gemessen werden, um daraus die auf das Seil wirkende Last zu bestimmen. Vorzugsweise weist der Antrieb einen Elektromotor auf. Die Lastmesseinrichtung kann dann wenigstens eine Einrichtung zur Erfassung des Motorstromes des Elektromotors aufweisen.Alternatively or additionally, the power of the drive motor can be measured in order to determine the load acting on the rope. The drive preferably has an electric motor. The load measuring device can then have at least one device for detecting the motor current of the electric motor.

Erfindungsgemäß werden für das jeweilige Seil auch die Seilbiegewechsel erfasst. Als Biegewechsel wird dabei der vollständige Wechsel eines Biegezustandes zurück zur Ausgangsstellung bezeichnet (z.B. gerade - gebogen - gerade). Ein solcher Biegewechsel entsteht beispielsweise beim Überlaufen einer Seilrolle. Ein erfindungsgemäßes Hubwerk kann nach Art eines Flaschenzuges beliebig viele Seilrollen aufweisen, über die das Seil geführt wird. Bei einer Aufteilung des Flaschenzuges auf mehrere tragende Seile wird aus Sicherheitsgründen der meistgenutzten Abschnitt des jeweiligen Seiles betrachtet.According to the invention, the cable bending changes are also recorded for the respective cable. The complete change of a bending state back to the starting position is referred to as a bending cycle (e.g. straight - bent - straight). a sun cher bending cycle occurs, for example, when running over a rope pulley. A hoist according to the invention can have any number of rope pulleys in the manner of a block and tackle, over which the rope is guided. If the block and tackle is divided between several load-bearing ropes, the most used section of the respective rope is considered for safety reasons.

Die Seilbiegewechselmesseinrichtung weist nach einer Ausführungsform einen Hubspielzähler auf. Während des Betriebs nimmt die Anzahl an erfolgten Biegewechseln stets zu. In dem Hubspielzähler erfolgt jedoch nur die Zählung der Hubspiele. Die Ermittlung der zulässigen Hubspiele erfolgt über die Berechnung der ertragbaren Biegewechselzahlen. Hierzu werden die beiden Methoden Leipzig (TSU) oder Stuttgart (FEY) nach VDI Richtlinie 2358 „Drahtseile für Fördermittel“ (Dezember 2012) verwendet. Die Erfassung der Hubspiele erfolgt beispielsweise über die Fahrtrichtung. Wenn jeweils der meistgenutzte Abschnitt des jeweiligen Seiles berücksichtigt wird, ist es für die Betrachtung nicht von Bedeutung, wie weit der Hub vollzogen wird, da bei jedem Hubspiel von einem Vollhubspiel ausgegangen wird.According to one embodiment, the alternating cable bending measuring device has a stroke cycle counter. During operation, the number of bending cycles that have taken place is constantly increasing. In the lifting game counter, however, only the counting of the lifting games takes place. The permissible lifting clearances are determined by calculating the number of bending cycles that can be endured. For this purpose, the two methods Leipzig (TSU) or Stuttgart (FEY) according to VDI Guideline 2358 "Wire ropes for subsidies" (December 2012) are used. For example, the lifting cycles are recorded via the direction of travel. If the section of the rope in question that is used most often is taken into account, it is not important for the consideration how far the lift is completed, since a full lift play is assumed for each lift play.

In dem Datenspeicher der Prognoseeinrichtung kann zur Ermittlung der theoretischen Seilablagereife für das jeweilige Seil die Anzahl der maximal möglichen Hubbiegewechsel speicherbar sein. Dieser Wert kann mit den tatsächlich erfolgten Biegewechseln verglichen werden, die über den Hubspielzähler und die Anzahl der konstruktiv vorgegebenen Hubbiegewechsel pro Hubspiel ermittelt werden. Bei einem Hubwerk mit mehreren Seilen ist in dem Datenspeicher der Prognoseeinrichtung zur Ermittlung der theoretischen Seilablagereife vorzugsweise für jedes Seil die Anzahl der maximal möglichen Hubbiegewechsel speicherbar bzw. eingebbar.In order to determine the theoretical discard maturity for the respective rope, the number of maximum possible stroke bending cycles can be stored in the data memory of the prognosis device. This value can be compared with the bending cycles that actually took place, which are determined via the stroke cycle counter and the number of stroke bending cycles specified by the design per stroke cycle. In the case of a hoist with several ropes, the number of maximum possible lifting bending changes can be stored or entered in the data memory of the prognosis device for determining the theoretical rope discard maturity, preferably for each rope.

Für eine verlässliche Prognose der theoretischen Seilablagereife für das jeweilige Seil wird in der Rechnereinheit der Prognoseeinrichtung nach einer bevorzugten Ausführungsform für das jeweilige Seil ein Lastkollektiv unter Berücksichtigung der Daten der Lastmesseinrichtung aufgenommen. Hierzu wird eine Klassifizierung der von der Lastmesseinrichtung ermittelten Kraft, die auf das jeweilige Seil wirkt, vorgenommen. Für das erfindungsgemäße Hubwerk können dies beispielsweise 20 Klassen sein, die einen Messbereich von 10 bis 100 kN abdecken. Die Belastung kann bei 20 Klassen mit einer Genauigkeit von etwa 5 % bestimmt werden. Es ist auch möglich, eine andere, z.B. kleinere, Anzahl von Klassen für die Klassifizierung vorzusehen.For a reliable prognosis of the theoretical discard maturity for the respective rope, according to a preferred embodiment, a collective load is recorded in the computer unit of the prognosis device for the respective rope, taking into account the data of the load measuring device. For this purpose, the force determined by the load measuring device and acting on the respective rope is classified. For example, for the hoist according to the invention, this can be 20 classes that cover a measuring range of 10 to 100 kN. The load can be determined with an accuracy of about 5% for 20 classes. It is also possible to provide a different, for example smaller, number of classes for the classification.

Während die Daten eines Getriebestundenzählers sowie die Hubspielanzahl auf alle Komponenten des Hubwerks übertragbar sind, muss das Lastkollektiv für jedes Seil einzeln aufgenommen werden. Grundsätzlich ist es zur Aufnahme eines Lastkollektivs möglich, eine Verweildauerzählung vorzunehmen, bei der mittels eines Timers die Summe der Zeiten ermittelt wird, die das Signal innerhalb der beiden Klassengrenzen verweilt.While the data from a gear hours counter and the number of hoist cycles can be transferred to all components of the hoist, the collective load must be recorded individually for each rope. In principle, it is possible to record a load collective by counting the dwell time in which the sum of the times that the signal stays within the two class limits is determined by means of a timer.

Alternativ ist nach einer bevorzugten Ausführungsform die Rechnereinheit der Prognoseeinrichtung dazu eingerichtet ist, mittels einer Momentanwertzählung und einer Klassifizierung für das jeweilige Seil ein Lastkollektiv aufzunehmen. Bei der Momentanwertzählung wird der Signalwert der Lastmesseinrichtung in immer gleichen Zeitabständen abgefragt und die jeweilige Klasse gezählt. Anhand der Gesamtzahl kann die Häufigkeit der Klasse ermittelt werden. Optional kann die Zählung anstatt eines Zeittaktes auch durch Umdrehungsimpulse des Antriebs, einer Rolle oder einer Getriebekomponente des Hubwerks ausgelöst werden. Anstatt eines Timers wird bei der Momentanwertzählung jeder Klasse eine Variable zugeordnet. Diese wird als Häufigkeit bezeichnet. Sie setzt sich aus der Anzahl der gesamt durchlaufenen Zyklen im Vergleich zu den durchlaufenen Zyklen der jeweiligen Klasse zusammen. Bei jeden durchlaufen Zyklus wird die Variable der jeweiligen aktiven Klasse um den Wert eins erhöht.Alternatively, according to a preferred embodiment, the computer unit of the prognosis device is set up to record a collective load by means of an instantaneous value count and a classification for the respective cable. With instantaneous value counting, the signal value of the load measuring device is always queried at equal time intervals and the respective class is counted. The total number can be used to determine the frequency of the class. Optionally, instead of a time cycle, the count can also be triggered by revolution pulses from the drive, a roller or a gear component of the hoist. Instead of a timer, a variable is assigned to each class when counting the instantaneous value. This is called frequency. It is made up of the total number of cycles completed in comparison to the number of cycles completed in the respective class. With each cycle that is run through, the variable of the respective active class is increased by the value one.

Die Momentanwertzählung benötigt dabei deutlich weniger Speicherplatz, da mit Zahlen (z.B. Integer mit 2 Byte) gerechnet werden kann. Somit werden beispielsweise für vier Seile und 20 Klassen nur insgesamt 160 Bytes benötigt. Timer benötigen dagegen einen eigenem Instanzdatenbaustein, in welchen sie ihre Daten speichern. Der durch die Funktion vorgegebene Speicherbedarf liegt bei 8 Byte und 2 Bit, so dass akkumuliert auf die Anzahl der Seile bei beispielsweise vier Seilen und wiederum 20 Klassen der Gesamtspeicherplatz 660 Byte beträgt und somit bei der Verweildauerzählung deutlich größer ist.The counting of instantaneous values requires significantly less storage space, since numbers (e.g. integers with 2 bytes) can be used for calculation. Thus, only a total of 160 bytes are required for four ropes and 20 classes, for example. Timers, on the other hand, require their own instance data block in which to store their data. The memory requirement specified by the function is 8 bytes and 2 bits, so that accumulated on the number of ropes with, for example, four ropes and again 20 classes, the total storage space is 660 bytes and is therefore significantly larger for the dwell time count.

Es wird weiter bevorzugt, wenn auf Basis des derart aufgenommenen Lastkollektivs für das jeweilige Seil die Anzahl maximal zulässiger Hubspiele in der Rechnereinheit der Prognoseeinrichtung errechnet wird und eine Bewertung des Seilzustands sowie eine Prognose der theoretischen Seilablagereife für das jeweilige Seil mittels eines Vergleichs der Anzahl der gezählten Hubspiele mit der Anzahl maximal zulässiger Hubspiele erstellt wird.It is further preferred if, on the basis of the collective load recorded in this way for the respective rope, the number of maximum permissible lifting cycles is calculated in the computer unit of the prognosis device and an evaluation of the rope condition and a prognosis of the theoretical discard maturity for the respective rope are made by comparing the number of counted Hubspiele is created with the maximum number of permitted Hubspiele.

Weiter ist die Prognoseeinrichtung beispielsweise dazu eingerichtet, in dem Datenspeicher Daten abzuspeichern, die indikativ sind für die Anzahl der maximal möglichen Hubbiegewechsel jedes Seils, die Anzahl maximal zulässiger Hubspiele jedes Seils, Anzahl der gezählten Hubspiele jedes Seils, das Lastkollektiv jedes Seils, die Betriebsstunden des Antriebs und/oder den Zeitpunkt des Wechsels jedes Seils.Furthermore, the prognosis device is set up, for example, to store data in the data memory that is indicative of the maximum number of possible lifting cycles of each cable, the maximum number of permissible lifting cycles of each cable, number of counted lifting cycles of each rope, the collective load of each rope, the operating hours of the drive and/or the time at which each rope was changed.

Die Rechnereinheit der Prognoseeinrichtung kann Bestandteil der Steuerung des Hubwerks sein oder als separates Bauteil ausgebildet sein. Die Rechnereinheit und/oder die Steuerung können für Aufgaben, welche in jedem Programmzyklus aufgerufen werden müssen, und/oder für anderen Aufgaben, welche auch zeitversetzt stattfinden können, eingerichtet sein. Zu den zyklischen Aufgaben gehört vor allem die Erfassung der Prozesswerte. Dies umfasst beispielsweise das Starten und Stoppen des Getriebestundenzählers, die Zählung und Klassifizierung des Lastkollektivs und/oder die Erkennung der Fahrtrichtung für den Hubspielzähler. Dagegen benötigen die Auswertung und Berechnung der gesammelten Daten keinen zyklischen Aufruf und können zeitversetzt zur Aufnahme durchgeführt werden.The computer unit of the prognosis device can be part of the control of the hoist or be designed as a separate component. The computer unit and/or the controller can be set up for tasks that have to be called up in each program cycle and/or for other tasks that can also take place at different times. The cyclical tasks primarily include the acquisition of the process values. This includes, for example, starting and stopping the transmission hours counter, counting and classifying the collective load and/or recognizing the direction of travel for the hoist cycle counter. On the other hand, the evaluation and calculation of the collected data do not require a cyclic call and can be carried out with a time delay to the recording.

Diese Auswertung und Berechnung kann beispielsweise die Berechnung der tatsächlichen Nutzung umfassen, d.h. die anhand von Betriebsstunden und Lastkollektiv ermittelte effektive Nutzung des Hubwerks. Diese tatsächlichen Nutzung kann mittels verschiedener Protokollierungen ermittelt werden, beispielsweise mittel Protokollierung mit Geräten (z.B. Lastkollektivspeicher), mittels Dokumentation und geeigneten Zählwerken (z.B. Betriebsstundenzähler) und/oder mittels Dokumentation ohne Zählwerke. Weiter kann die Auswertung und Berechnung beispielsweise die Berechnung der Abnutzung des Hubwerks durch einen Vergleich der tatsächlichen Nutzung mit der theoretische Nutzung umfassen. Zusätzlich oder alternativ kann die Auswertung und Berechnung beispielsweise die Berechnung der Restlebensdauer des Hubwerks, die Berechnung der möglichen Hubspiele, die Berechnung der Abnutzung des Seiles und/oder die Berechnung der Restlebensdauer des Seiles umfassen.This evaluation and calculation can, for example, include the calculation of the actual use, i.e. the effective use of the hoist determined on the basis of operating hours and collective loads. This actual use can be determined by means of various logs, for example by means of logging with devices (e.g. collective load memory), by means of documentation and suitable counters (e.g. operating hours counter) and/or by means of documentation without counters. Furthermore, the evaluation and calculation can include, for example, the calculation of the wear and tear on the hoist by comparing the actual use with the theoretical use. Additionally or alternatively, the evaluation and calculation can include, for example, the calculation of the remaining service life of the hoist, the calculation of the possible hoisting cycles, the calculation of the wear and tear of the cable and/or the calculation of the remaining service life of the cable.

Es ist bekannt, dass sich Seile während zu Beginn ihrer Betriebszeit aufgrund der erstmaligen Belastung längen. Dehnen sich nach dem Einbau alle Seile eines Hubwerks gleichmäßig aus, so stellt dies kein Problem dar. Werden aufgrund der unterschiedlichen Lebensdauerwerte die Seile jedoch separat ausgetauscht, so kann dies zu Problemen führen, da sich die Seile während des Betriebs auf unterschiedliche Längen ausdehnen. Es kann daher erforderlich werden, die Seile nachzustellen, was einen Anlagenstillstand erfordert. Um dies zu vermeiden, sollte sich der Austausch aller Seile nach dem meistbelasteten Seil richten. Hierfür kann das erfindungsgemäße Hubwerk eine Warnung und Aufforderung zum Seilwechsel ausgeben, beispielsweise sobald das erste Seil 90 % seiner Ablegereife erreicht hat. Für die Ausgabe der Statusparameter, ist vorzugsweise eine Mensch-Maschine-Schnittstelle vorgesehen, beispielsweise ein Display und/oder ein akustischer Signalgeber.It is known that ropes lengthen during the early stages of their service life due to initial loading. If all ropes of a hoist expand evenly after installation, this is not a problem. However, if the ropes are replaced separately due to the different service life values, this can lead to problems because the ropes stretch to different lengths during operation. It may therefore be necessary to readjust the ropes, which requires a system downtime. To avoid this, the replacement of all ropes should be based on the most heavily loaded rope. For this purpose, the hoist according to the invention can issue a warning and a request to change the rope, for example as soon as the first rope has reached 90% of its discard state. A man-machine interface is preferably provided for the output of the status parameters, for example a display and/or an acoustic signal transmitter.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und Zeichnungen näher erläutert. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Es zeigen schematisch:

1 ein Hubwerk mit einem nicht umgelenkten Seil,
2 ein Hubwerk mit einem einmal umgelenkten Seil,
3 ein Hubwerk mit zwei jeweils umgelenkten Seilen, und
4 ein weiteres Hubwerk mit zwei umgelenkten Seilen.

The invention is explained in more detail below using exemplary embodiments and drawings. All of the features described and/or illustrated form the subject matter of the invention, either alone or in any combination, regardless of how they are summarized in the claims or how they relate back to them. They show schematically:

1 a hoist with a non-deviated rope,
2 a hoist with a rope that has been deflected once,
3 a hoist with two deflected ropes, and
4 another hoist with two deflected ropes.

Die Figuren zeigen vier Ausführungsformen eines Hubwerks 1, das jeweils einen Antrieb 2, der als ein Elektromotor ausgebildet sein kann, eine Seiltrommel 3 sowie ein beispielsweise als Drahtseil ausgeführt des Seil 4 aufweist. An dem Seil 4 kann in an sich bekannter Weise eine schematisch dargestellte Last 5 befestigbar sein. Zwischen dem Antrieb 2 und der Seiltrommel 3 kann ein Getriebe (nicht dargestellt) zwischengeschaltet sein.The figures show four embodiments of a hoist 1, each of which has a drive 2, which can be in the form of an electric motor, a cable drum 3 and a cable 4 designed, for example, as a wire cable. A schematically illustrated load 5 can be fastened to the cable 4 in a manner known per se. A transmission (not shown) can be interposed between the drive 2 and the cable drum 3 .

In der Ausführungsform nach 1 wird das Seil 4 direkt von der Seiltrommel 3 auf gewickelt oder abgewickelt, ohne dass das Seil 4 zusätzlich umgelenkt wird. Hierzu ist ein freies Ende des Seil 4 mit der Last 5 befestigt. Zwischen der Last 5 und dem freien Ende des Seil 4 ist eine Kraftmesseinrichtung vorgesehen, die als ein Kraftmessstab 6 ausgebildet ist. In diesem Kraftmessstab 6 ist ein Dehnmessstreifen (nicht gezeigt) vorgesehen, dessen elektrischer Widerstand sich abhängig von seiner elastischen Verformung unter Lasteinwirkung ändert. Hierdurch lässt sich die auf das Seil 4 einwirkende Kraft zuverlässig ermitteln.In the embodiment after 1 the rope 4 is wound up or unwound directly from the rope drum 3 without the rope 4 being additionally deflected. For this purpose, a free end of the cable 4 is attached to the load 5. A force measuring device is provided between the load 5 and the free end of the cable 4 , which is designed as a force measuring rod 6 . A strain gauge (not shown) is provided in this force measuring rod 6, the electrical resistance of which changes depending on its elastic deformation under the action of a load. In this way, the force acting on the cable 4 can be reliably determined.

Das Hubwerk 1 weist weiter eine Steuerung 7 auf, die beispielsweise abhängig von Eingangsbefehlen den Antrieb 2 ein- oder ausschalten kann. Zusätzlich kann die Kraftmesseinrichtung kann zur Schlaffseil- und Überlastmessung verwendet werden und hierzu mit der Steuerung 7 verbunden sein. Als Bestandteil der Steuerung 7 oder als eine separate Einheit ist zudem eine Prognoseeinrichtung mit einem Datenspeicher (nicht dargestellt) und einer Rechnereinheit (nicht dargestellt) vorgesehen. Weiter ist eine Seilbiegewechselmesseinrichtung (nicht dargestellt) zur Ermittlung der Seilbiegewechsel des wenigstens einen Seils 4 vorgesehen. Die Prognoseeinrichtung ist zur Ermittlung der theoretischen Seilablagereife des wenigstens einen Seils 4 auf der Basis der Daten der Lastmesseinrichtung und der Seilbiegewechselmesseinrichtung eingerichtet.The hoist 1 also has a controller 7, which can switch the drive 2 on or off, for example, depending on input commands. In addition, the force measuring device can be used to measure slack rope and overload and can be connected to the controller 7 for this purpose. A prognosis device with a data memory (not shown) and a computer unit (not shown) is also provided as part of the controller 7 or as a separate unit. Furthermore, an alternating cable bending measuring device (not shown) is provided for determining the alternating cable bending of the at least one cable 4 . The forecast This device is set up to determine the theoretical discard maturity of the at least one cable 4 on the basis of the data from the load measuring device and the alternating cable bending measuring device.

Erfindungsgemäß werden für das jeweilige Seil auch die Seilbiegewechsel erfasst. Ein solcher Biegewechsel entsteht beispielsweise beim Überlaufen einer Seilrolle. Ein erfindungsgemäßes Hubwerk kann nach Art eines Flaschenzuges beliebig viele Seilrollen aufweisen, über die das Seil geführt wird. Bei einer Aufteilung des Flaschenzuges auf mehrere tragende Seile wird aus Sicherheitsgründen der meistgenutzten Abschnitt des jeweiligen Seiles betrachtet.According to the invention, the cable bending changes are also recorded for the respective cable. Such a bending cycle occurs, for example, when running over a rope pulley. A hoist according to the invention can have any number of rope pulleys in the manner of a block and tackle, over which the rope is guided. If the block and tackle is divided between several load-bearing ropes, the most used section of the respective rope is considered for safety reasons.

Die Seilbiegewechselmesseinrichtung weist hierzu einen Hubspielzähler auf, der während des Betriebs die Anzahl an erfolgten Biegewechseln erfasst und in dem Datenspeicher abspeichert. Als Biegewechsel wird dabei der vollständige Wechsel eines Biegezustandes zurück zur Ausgangsstellung bezeichnet (z.B. gerade - gebogen - gerade). In der Ausführungsform nach 1 entspricht dies dem Abrollen von der Seiltrommel 3 beim Absenken der Last 5 und anschließend einem auf Wickeln auf die Seiltrommel 3 beim Anheben der Last 5.For this purpose, the cable bending cycle measuring device has a stroke cycle counter, which records the number of bending cycles that have taken place during operation and stores it in the data memory. The complete change of a bending state back to the starting position is referred to as a bending cycle (e.g. straight - bent - straight). In the embodiment after 1 this corresponds to rolling off the cable drum 3 when lowering the load 5 and then winding onto the cable drum 3 when the load 5 is lifted.

Die Rechnereinheit der Prognoseeinrichtung ist ferner dazu eingerichtet, mittels einer Momentanwertzählung und einer Klassifizierung für das Seil 4 ein Lastkollektiv aufzunehmen. Mit anderen Worten wird, mittels der Kraftmesseinrichtung, hier dem Kraftmessstab 6, die auf das Seil 4 wirkende Belastung ermittelt und klassifiziert, beispielsweise in 20 Klassen zwischen 10 und 100 kN. Die Momentanwertzählung addiert für jede Klasse auf, wie oft die jeweilige Belastung auftritt und ermittelt so das Lastkollektiv des Seils 4. Auf Basis dieses Lastkollektivs kann für das Seil 4 die Anzahl maximal zulässiger Hubspiele errechnet werden und eine Bewertung des Seilzustands sowie eine Prognose der theoretischen Seilablagereife für das Seil 4 kann mittels eines Vergleichs der Anzahl der gezählten Hubspiele mit der Anzahl maximal zulässiger Hubspiele erstellt werden.The computer unit of the prognosis device is also set up to record a collective load for the cable 4 by means of an instantaneous value count and a classification. In other words, the load acting on the rope 4 is determined and classified, for example in 20 classes between 10 and 100 kN, by means of the force measuring device, here the force measuring rod 6 . The instantaneous value count adds up for each class how often the respective load occurs and thus determines the collective load of rope 4. Based on this collective load, the maximum number of permissible lifting cycles for rope 4 can be calculated and an evaluation of the rope condition as well as a prognosis of the theoretical discard maturity for the rope 4 can be created by comparing the number of counted hoisting cycles with the maximum number of permissible hoisting cycles.

Über eine nicht dargestellte Ausgabeeinheit kann einem Benutzer dann signalisiert werden, dass das Seil 4 seiner Ablagereife ganz oder teilweise erreicht hat, so dass ein Austausch des Seils 4 erforderlich wird.A user can then be signaled via an output unit (not shown) that the rope 4 has reached its discard state in whole or in part, so that the rope 4 has to be replaced.

In der Ausführungsform der 2 wird das Seil 4 des Hubwerks 1 über eine Seilrolle 8 umgelenkt und ist mit einer Traverse 9 verbunden. Die Seilrolle 8 ist wiederum mit einer Last 5 verbindbar. Das der Seiltrommel 3 abgewandten Ende des Seils 4 ist über die als ein Kraftmessring 10 ausgebildete Lastmesseinrichtung mit der Traverse 9 verbunden, so dass die auf das Seil 4 wirkende Kraft zuverlässig gemessen werden kann. Bei dieser Ausführungsform steigt daher die Anzahl der Biegewechsel pro Hubspiel, da das Seil 4 sowohl durch die Seiltrommel 3 als auch durch die Seilrolle 8 bei jedem Hubspiel umgelenkt und entsprechend gebogen wird. In der Seilbiegewechselmesseinrichtung muss folglich die in dem Hubspielzähler ermittelte Anzahl der Hubspiele mit der. Anzahl der konstruktiv vorgegebenen Hubbiegewechsel pro Hubspiel, hier zwei, für den meistgenutzten Abschnitt des Seils 4 multipliziert werden.In the embodiment of 2 the rope 4 of the hoist 1 is deflected via a rope pulley 8 and is connected to a crossbeam 9 . The pulley 8 can in turn be connected to a load 5 . The end of the cable 4 facing away from the cable drum 3 is connected to the traverse 9 via the load measuring device designed as a force measuring ring 10, so that the force acting on the cable 4 can be measured reliably. In this embodiment, the number of bending cycles per lifting cycle therefore increases, since the cable 4 is deflected both by the cable drum 3 and by the cable pulley 8 in each lifting cycle and is bent accordingly. Consequently, the number of stroke cycles determined in the stroke cycle counter must match the rope bending change measuring device. Number of constructively specified Hubbiegewechsel per Hubspiel, here two, are multiplied for the most used section of the rope 4.

In der Ausführungsform der 3 weist das Hubwerk 1 zwei Seile 4 auf, die jeweils über einen Kraftmessring 10 mit der Traverse 9 verbunden sind. Auf diese Weise ist für jedes der Seile 4 individuell die aktuell auf dieses einwirkende Last ermittelbar. Die Prognoseeinrichtung ermittelt die theoretische Seilablagereife für jedes Seil 4 auf der Basis der Daten der Lastmesseinrichtung 10 und der Seilbiegewechselmesseinrichtung, um die reale Nutzungsdauer zuverlässig zu bestimmen.In the embodiment of 3 the hoist 1 has two ropes 4 which are each connected to the traverse 9 via a force measuring ring 10 . In this way, the load currently acting on each of the cables 4 can be determined individually. The prognosis device determines the theoretical discard maturity for each cable 4 on the basis of the data from the load measuring device 10 and the alternating cable bending measuring device in order to reliably determine the real service life.

In der Ausführungsform nach 4 weist das Hubwerk 1 ebenfalls zwei Seile 4 auf, die jeweils von der zentral angeordneten Seiltrommel 3 zunächst über eine obere Seilrolle 8 und eine untere Seilrolle 8 aufgewickelt oder abgewickelt werden, so dass jedes der Seile 4 mehrfach umgelenkt wird. Dabei sind beide Seile 4 jeweils über einen Kraftmessring 10 mit der Traverse 9 verbunden. Auf diese Weise ist für jedes der Seile 4 individuell die aktuell auf dieses einwirkende Last ermittelbar. Die Prognoseeinrichtung ermittelt die theoretische Seilablagereife für jedes Seil 4 auf der Basis der Daten der Lastmesseinrichtung 10 und der Seilbiegewechselmesseinrichtung, um die reale Nutzungsdauer zuverlässig zu bestimmen.In the embodiment after 4 the hoist 1 also has two ropes 4, which are first wound up or unwound from the centrally arranged rope drum 3 via an upper rope pulley 8 and a lower rope pulley 8, so that each of the ropes 4 is deflected several times. Both cables 4 are each connected to the traverse 9 via a force measuring ring 10 . In this way, the load currently acting on each of the cables 4 can be determined individually. The prognosis device determines the theoretical discard maturity for each cable 4 on the basis of the data from the load measuring device 10 and the alternating cable bending measuring device in order to reliably determine the real service life.

BezugszeichenlisteReference List

11: Hubwerkhoist
22: Antriebdrive
33: Seiltrommelcable drum
44: SeilRope
55: Lastload
66: Kraftmessstabforce gauge
77: Steuerungsteering
88th: Seilrollepulley
99: Traversetraverse
1010: Kraftmessringforce washer

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

EP 1472175 B1 [0002]

Claims

Hoist of a hoist with at least one cable drum (3), at least one cable (4) that can be wound and unwound from this, at least one drive (2) that can be coupled to the at least one cable drum (3), a controller (7) and a load measuring device (6 ; 10) for determining the load acting on the at least one rope (4), characterized in that the hoist (1) also has a rope bending cycle measuring device for determining the rope bending cycle of the at least one rope (4) and a prognosis device with a data memory and a computer unit for Determination of the theoretical rope shedding maturity of the at least one rope (4) on the basis of the data of the load measuring device (6; 10) and the rope bending change measuring device.

hoist after claim 1 , characterized in that the load measuring device (6; 10) has at least one strain gauge which can be connected to the controller (7) and which, in particular in a force measuring ring (10) or a force measuring rod (6), is placed between a force-transmitting element (4) and a stationary Anchoring (9) is arranged.

hoist after claim 2 , characterized in that the strain gauge for slack rope and / or overload measurement is connected to the controller (7).

Hoist according to one of the preceding claims, characterized in that the drive (2) has an electric motor, the load measuring device (6; 10) having at least one device for detecting the motor current of the electric motor.

Hoisting mechanism according to one of the preceding claims, characterized in that the cable bending change measuring device has a lifting cycle counter, the number of maximum possible lifting bending changes being able to be stored in the data memory of the prognosis device for determining the theoretical discard maturity for the respective cable (4).

Hoist according to one of the preceding claims with several ropes (4), characterized in that the number of maximum possible lifting bending cycles can be stored in the data memory of the prognosis device for determining the theoretical rope discard maturity for each rope (4).

Hoist according to one of the preceding claims, characterized in that the computer unit of the prognosis device is set up to record a load spectrum for the respective rope (4) by means of an instantaneous value count and a classification, on the basis of this load spectrum for the respective rope (4) the maximum number permissible hoisting cycles and to create an evaluation of the rope condition and a prognosis of the theoretical discard maturity for the respective rope (4) by comparing the number of counted hoisting cycles with the maximum number of permissible hoisting cycles.

Hoisting mechanism according to one of the preceding claims, characterized in that the prognosis device is set up to store data in the data memory which are indicative of the number of maximum possible hoisting bending cycles of each rope (4), the number of maximum permissible hoisting cycles of each rope (4), Number of counted lifting cycles of each rope (4), the collective load of each rope (4), the operating hours of the drive (2) and/or the time at which each rope was changed (4).

Hoist according to one of the preceding claims, characterized in that the computer unit is set up to record the starting and stopping of the gear hours counter, the counting and classification of the collective load and/or the detection of the direction of travel for the hoist cycle counter.

Hoist according to one of the preceding claims, characterized in that the hoist (1) is part of a storage and retrieval device or a bridge or gantry crane.