DE2215905A1

DE2215905A1 - Verfahren und vorrichtung zum erzielen eines horizontalen lastweges bei kraenen mit wippausleger

Info

Publication number: DE2215905A1
Application number: DE19722215905
Authority: DE
Inventors: Jan Dipl Ing Kraus
Original assignee: HENNIG PETER 5450 NEUWIED
Current assignee: HENNIG PETER 5450 NEUWIED
Priority date: 1972-04-01
Filing date: 1972-04-01
Publication date: 1973-10-11

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Erzielen eines horizontalen Lastweges bei Kränen mit Wippausleger Die Brfindung bezieht sich auf ein Verfähren zum Erzielen eines horizontalen Lastweges bei Kränen mit Wippausleger, z.B. bei Turmdrehkränen für Bauzwecke, die einen drehzahlsteuerbaren Motor für die Hubwinde aufweisen.
Zum Erzielen eines horizontalen Lastweges bei derartigen Tränen sind mechanisch wirkende Einrichtungen bekannt geworden. Die Einrichtungen sind verhältnismäßig aufwendig und lösen die vorliegende Aufgabe ausserdem nur annähernd.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verhältnismäßig einfaches, mit geringem wirtschaftlichem Aufwand realisierbares Verfahren zu schaffen, welches ausserdem das Erzielen eines exakt horizontalen Lastweges ermöglicht.
Das erfindungsgemässe Verfahren, das diese aufgabe löst, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Lasthöhe geregelt wird, indem die vertikal gerichtete Beschleunigung der Last gemessen wird, sodann der erhaltene Meßwert über der Zeit integriert wird und die so erhaltene, der Geschwindigkeit der Last proportionale Grösse einer Steuereinrichtung zum Steuern der Drehzahl des rotors der Hubwinde zugeführt wird. - Im Gegensatz zu bekannten Einrichtungen wird nach diesem Verfahren die Lasthöhe nicht gesteuert, sondern geregelt. Hierzu wird die Lasthöhe - wenn auch indirekt -ständig gemessen und der erhaltene Meßwert innerhalb eines geschlossenen Regelkreises zur Regelung der Lasthöhe ausgewertet. Dieses Verfahren ermöglicht das Erzielen eines horizontalen Lastweges mit verhältnismäßig geringem wirtschaftlichen Aufwand.
Da man die Lasthöhe oder die Geschwindigkeit der Last bzw.
des Lasthakens allerdings nur mit unvertretbar hohem Aufwand messen könnte, wird die Messung der Lasthöhe bzw. der Hakenhöhe auf dem Umweg über eine Messung der Beschleunigung des Lasthakens vorgenommen. Der erhaltene Meßwert wird sodann zweifach über der Zeit integriert entsprechend den Beziehungen hierin bedeuten v die Geschwindigkeit a die Beschleunigung des Lasthakens tn vertltaler alchrung unaj n ale xasnone bzw. die Hakenhöhe gegenüber einem angenommenen Bezugspunkt.
Dieser Bezugspunkt kann der Ort sein, den der Lasthaken einnimmt bei horizontaler Stellung des Auslegers. Die Grössen vO und ho entsprechen den Anfangsbediigingen der erwähnten Funktionen und haben den Wert Null, solange sich der Last haken in Ruhe befindet, das heißt, solange keine Steuerbefehl % vom Kranführer gegeben werden.
Für die Messung der Beschleunigung des Lasthakens bzw. der Last verwendbare Beschleunigungsaufnehmer sind an sich bekannt und werden beispielsweise in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt zur Lösung von Ortungs- und Navigationsaufgaben. Hierzu wird die von den Beschleunigungsaufnehmern gemessene Beschleunigung zweifach über der Zeit integriert, so dass man Entfernungswerte zur Lösung dieser Aufgaben errechnen kann. Das Meßorgan solcher Beschleunigungsaufnehmer ist meist ein schwlngfähiges, gedämpfter System, bei dem eine definierte Masse über eine Feder mit einem Gehäuse in Verbindung steht. Die durch Beschleunigungskräfte infolge der Trägheit sich ergebende Relativbewegung der Masse gegenüber dem Gehäuse wird zur Messung benutzt. Solch ein Beschleungiungsaufnehmer reagiert nur in Richtung seiner Meßachse. Bekannte Beschleunigungsaufnehmer besitzen einen Meßbereich zwischen 0,005 m/s2 und

6 2

10 m/s

Der drehzahlsteuerbare Motor für die Hubwinde stellt zwar grundsätzlich ein Bauelement mit integrierendem Verhalten dar, jedoch besitzt der Motor eine nicht unbeachtliche Trägheit. Um die Wirkung der Trägheit des Motors innerhalb des Regelkreises wenigstens annähernd zu eliminieren, ist es in vorteilhafter Weiterbildung des erfindungsgemässen Verfahrens zweckmäßig, dass der Steuereinrichtung für die Drehzahl des Motors der Hubwinde ausser der der Geschwindigkeit der Last proportionalen Größe gleichzeitig eine weitere Größe zugeführt wird, die durch zweifaches Integrieren des für die Beschleunigung der Last erhaltenen Meßwertes über der Zeit gebildet wird.
Eine zum Durchführen des erfindungsgemässen Verfahrens geeignete Vorrichtung ist gekennzeichnet durch einen am Lasthaken oder in der Nähe des Lasthakens am Hub seil befestigten Beschleunigungsaufnehmer, eine Integriereinrichtung sowie übertragungsmittel zum Uebertragen der Meßwerte vom Beschleunigungsaufnehmer zur Integriereinrichtung und eine Steuereinrichtung für die Drehzahl des Motors der Hubwinde.
Anhand der Figuren 1 bis 3 der Zeichnung wird die Erfindung im folgenden zusammen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert.
Es zeigen Fig. 1 einen Kran mit Wippausleger bzw.
Nadelausleger, Fig. 2 ein Blockschaltbild/verschiedenen, zum Regelkreis für die Regelung der Lasthöhe gehörenden Einrichtungen und Fig. 3 eine bekannte elektronische Integriereinrichtung.
In Fig. 1 ist ein allgemein mit 1 bezeichneter Turmdrehkran 1 dargestellt, der im wesentlichen aus einem Fahrgestell 2 mit darauf befestigtem Turmteil 3, einzehbarem Ausleger 4, Hubwerk 5 und Ausleger- Einziehwerk 6 besteht.
Der Turmteil 7 ist auf einer Dreheinrichtung 8 drehbar gelagert. Am Turmteil 7 ist das Hubwerk 5 mit dem Hubmotor 9 und der Hubwinde 10 gelagert. Das mit 11 bezeichnete Hubseil läuft über Rollen 12 und 13, von denen die Rolle 12 am Turmteil 7 und die Rolle 13 am Ausleger 4 gelagert ist.
Vom Ausleger-Einziehwerk 6 führt ein Einziehseil 14 über eine im Turmteil 7 gelagerte Rolle 15 zu einer Befestigungsstelle 16 am Ausleger 4.
Am freien Ende des Hub seils 11 befindet sich ausser einem Haken 17 zum Aufnehmen einer Last ein Behälter 18, in dem ein nicht näher dargestellter Beschleunigungsaufnehmer angeordnet ist. Ferner ist am Behälter 18 ein Sender 19 angeordnet, der zur Ubermittlung der vom Beschleunigungsaufnehmer erhaltenen Meßwerte zu einem stationär angRordneten Empfänger 20 dient.
Der Empfänger 20 ist im Blockschaltbild nach Fig. 2 dargestellt. Zur Aufnahme der vom Sender 19 abgegebenen Signale dient eine dem Empfänger 20 vorgeschaltete Antenne 21.
Der Empfänger decodiert die in geeigneter Weise codierte Signalwechselspannung des Senders 19 und gibt eine der am Haken 17 gemessenen Beschleunigung proportionalen Größe an eine Integriereinrichtung 22 ab. Die Integriereinrichtung 22 integriert die vom Empfänger 20 erhaltene Größe über der Zeit und gibt eine dem erhaltenen Integral entsprechende Größe an einen Verstärker 23 ab. Der Verstärker 23 weist ausser proportionalem vorteilhaft auch integnerendes Verhalten auflum die Trägheit des im Regelkreis befindlichen Motors 9 wenigstens annähernd auszugleichen.
Die Ausgangsgröße des Verstärkers 23 wird einer Steuereinrichtung 24 für die Drehzahlsteuerung des Motors 9 der Hubwinde des Hubwerks 5 zugeführt. Diese Steuereinrichtung kann z.B. eine an sich bekannte, für die Geschwindigkeitsregelung des Hubseils verwendete Thyristor-Steuerung sein.
Der im Behälter 18 angeordnete Beschleunigungsaufnehmer bildet mit den im Blockschaltbild nach Fig. 2 dargestellten Elementen einen geschlossenen Regelkreis, so dass die Hakenhöhe bzw. Lasthöhe h im Sinne der Regeltechnik stets auf einen vorbestimmten Sollwert geregelt wird.
Abweichend von der Darstellung nach Fig. 2 ist es auch möglich, bei vorhandenem Regelkreis für die Geschwindigkeit des Hubseils diesen Regelkreis bei der Lösung der vorliegenden Aufgabe zur verwenden und dabei dem Regler die von der Integriereinrichtung abgegebene Ausgangsgröße als Sollwert und die mittels eines Tachogenerators gemessene Geschwindigkeit des Hubseils als Istwert zuzuführen.
Fig. 3 zeigt einen aus der Analogrechentechnik bekannten, als Integriereinrichtung verwendbaren Integrierer 25, auf dessen Einzelheiten hier nicht näher eingegangen zu werden braucht, weil diese Einrichtungen nicht Gegenstand der Erfindung sind.
Statt die Ubermittlung des vom Beschleunigungsaufnehmer erhaltenen Meßwertes auf drahtlosem Wege vorzunehmen, ist es auch möglich, eine elektrische Leitung zur Ubermittlung zu verwenden, die in geeigneter Weise am Kran geführt ist.

Claims

Ansprüche

1. Verfahren zum Erzielen eines horizontalen Lastweges bei Kränen mit Wippausleger, z.B. bei Turmdrehkränen für Bauzwecke, die einen drehzahlsteuerbaren Motor für die Hubwinde aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Lasthohe (h) geregelt wird, indem die vertikal gerichtete Beschleunigung der Last gemessen wird, sodann der erhaltene Meßwert über der Zeit integriert wird und die so erhaltene, der Geschwindigkeit der Last proportionale Größe einer Steuereinrichtung zum Steuern der Drehzahl des Motors der Hubwinde zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gelLennseichaet, dass der Steuereinrichtung für die Drehzahl des Motors der Hubwinde ausser der der Geschwindigkeit der Last proportionalen Grösse gleichzeitig eine weitere Größe zugeführt wird, die durch zweifaches Integrieren des für die Beschleunigung der Last erhaltenen Meßwertes über der Zeit gebildet wird.

3. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen am lasthaien (17) oder in der Nähe des Lasthakens am Hubseil (11) befestigten Beschleunigungsaufnehmer, eine Integriereinrichtung (22) sowie Ubertragungsmitte (19, 20) zum Übertragen der Meßwerte vom Beschleunigungsaufnehmer zur Integriereinrichtung ui eine Steuereinrichtung (24) für die Drehzahl des Motors (9) der Hubwinde (10).

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen zwischen Integriereinrichtung (22) und Steuereinrichtung (24) geschalteten Verstärker (23) mit proportionalem Verhalten.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4 sowie zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärker (23) ausserdem integrierendes Verhalten aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Ubertragungsmittel ein beim Beschleunigungsaufnehmer angeordneter Sender (19) und ein mit der Integriereinrichtung (22) verbundener Empfänger (20) vorgesehen sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Ubertragungsmittel eine elektrische Leitung vorgesehen ist.