DE2707653A1

DE2707653A1 - Vorrichtung zum anzeigen der fuer die bewegung einer last geeigneten hubbedingungen

Info

Publication number: DE2707653A1
Application number: DE19772707653
Authority: DE
Inventors: Andrew Guy Kerr; Robert Arthur Morley
Original assignee: Ferranti PLC
Current assignee: Ferranti International PLC
Priority date: 1976-02-28
Filing date: 1977-02-23
Publication date: 1977-09-01
Also published as: GB1524314A; AU2269777A; NL7702080A; US4121293A; AU503765B2; FR2342237A1; NO770633L; CA1083276A; JPS52112989A

Description

Hollinwood, Lancashire, England

Vorrichtung zum Anzeigen der für die Bewegung einer Last geeigneten Hubbedingungen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anzeigen geeigneter Bedingungen zum Anheben einer Last von einer ersten von zwei Stationen, die wenigstens in einer vertikalen Ebene relativ zueinander beweglich sind, durch einen Kran, der auf der zweiten Station angeordnet ist und einen Haken aufweist, der an der Last auf der ersten Station befestigbar ist.

Die Erfindung betrifft allgemein den Transport von Lasten zwischen zwei relativ zueinander beweglichen Orten.

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Wenn ein solcher Transport erforderlich ist, beispielsweise zwischen See-Schiffen, so muß beim Anheben der Last von einem der beiden Schiffe sorgsam vorgegangen werden, sowohl beim Anbringen des Hakens an der Last, wie auch beim Anheben der Last.

Eine vertikale Bewegung zwischen dem Haken, der an einem Kran des zweiten Schiffes angebracht ist und dem ersten Schiff kann für Besatzung und Schiff Gefahren schaffen, wenn sich der Haken dem Deck des Schiffes zwecks Aufnahme der Last nähert. Es ist ferner erwünscht, daß die Last in einer solchen Zeit und mit solcher Geschwindigkeit angehoben wird, daß sie im Augenblick des Abhebens nicht stößt oder zurückschnappt und daß sie frei vom Schiff kommt, ehe sie etwa auf das Deck aufschlagen kann infolge einer vertikalen Relativbewegung zwischen dem Kran und dem Schiff.

Häufig ist die vertikale Anfangsbewegung einer Last langsamer als die Relativbewegung in Hubrichtung, so daß der Kranführer seine ganze Geschicklichkeit und Erfahrung aufwenden muß, den richtigen Teil einer vertikalen Schwingungsbewegung des oder der Schiffe für den Beginn des Hubs zu erwischen. Hierbei wird er jedoch häufig behindert, weil sein Arbeitsplatz so liegt» daß eine Beurteilung des Ausmaßes der vertikalen Bewegungen schwierig ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Anzeigen der geeigneten Bedingungen für das Anheben einer Last von einer von zwei Stationen zu schaffen, die mindestens in einer vertikalen Ebene relativ zueinander beweglich sind, wobei der Kran auf einer der Stationen die Last auf der anderen Station angeordnet sind.

Erfindungsgemäß wird dies erreicht durch Meßeinrichtungen zum

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Messen der relativen Bewegung der beiden Stationen zueinander, um Signale zu erzeugen, die die relative Geschwindigkeit und Beschleunigung der Stationen angeben, ferner durch Einrichtungen, die auf die Größe und/oder den Richtungssinn dieser Signale ansprechen, um ein Anzeigesignal zu liefern, wenn die relative Geschwindigkeit der Annäherung der Stationen zwischen einem maximalen positiven Wert und einem negativen Wert liegt und wenn die relative Beschleunigung der Stationen von der Annäherungsrichtung weg gerichtet ist.

Die Anzeigeeinrichtung kann ein Schwellwertgerät aufweisen, um ein Signal, das die relative Annäherungsgeschwindigkeit der beiden Stationen anzeigt, mit einem ersten Bezugswert zu vergleichen, um ein Signal zu erzeugen, wenn die Geschwindigkeit einen vorgegebenen Wert erreicht und um ein Signal, das die relative Beschleunigung der beiden Stationen darstellt, mit einem zweiten Bezugswert zu vergleichen, um ein Signal zu erzeugen, wenn die Beschleunigung in Annäherungsrichtung der Stationen einen negativen Wert hat, d.h. wenn sie von der Annäherungsrichtung weg gerichtet ist. Der vorgegebene Wert für die Geschwindigkeit kann die Last-Hub-Geschwindigkeit des Krans sein.

Die Anzeigeeinrichtung kann ferner Einrichtungen aufweisen, die dazu dienen, die zufriedenstellenden bzw. geeigneten Bedingungen zu überwachen, derart, daß sie fttr eine vorgegebene Mindestzeit aufrecht erhalten werden.

Bei einem Kran, bei dem der Haken an einem Seil hängt und das Seil durch ein Spanngerät unter Spannung gehalten wird, kann die Einrichtung zum Messen der Relativbewegung einen Tachogenerator aufweisen, der am Kran angebracht ist, um ein Signal zu liefern, das die Geschwindigkeit angibt, mit der das Seil vom Kran aufgerollt und/oder abgerollt wird, d.h., ein Signal

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für die Geschwindigkeit mit der die Stationen sich relativ zueinander bewegen, wobei dieses Signal differenziert wird, um ein Signal für die relative Beschleunigung zu erzeugen.

Alternativ kann die Einrichtung zum Messen der Relativbewegung einen oder mehr Beschleunigungsmesser aufweisen, die so angeordnet sind, daß sie die vertikale Beschleunigung jeder Station, die sich relativ zur Erde bewegt, messen, wobei die Ausgangssignale, die die Bewegung jeder Station anzeigen, zusammengefaßt werden, um den Richtungssinn der relativen Beschleunigung zwischen den Stationen anzuzeigen, worauf die Signale integriert werden, um ein Signal zu erzeugen, das die relative Geschwindigkeit zwischen den Stationen angibt.

In der Beschreibung wird die Bezeichnung Haken oder Hakenanordnung benutzt und sie betrifft den Teil des Kranes, an dem eine Last befestigbar ist, wobei es sich nicht nur um einen Haken, sondern um alle sonst möglichen, Üblichen Anordnungen zur Befestigung von Lasten handeln kann, wie z.B. Elektromagneten, Greifer oder dergleichen.

Beispielsweise AusfUhrungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben, in der

Fig. 1 schematisch eine Schaltung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt.

Fig. 2 zeigt schematisch eine zweite Ausführungsform der Erfindung.

Zum Zwecke der Beschreibung wird angenommen, daß die erste und die zweite Station entsprechend ein Versorgungsschiff und ehe Meeresplattform sind, wobei die Plattform wesentlich größer als das Versorgungsschiff ist, weshalb, falls sie

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vertikale Bewegungen aufgrund der Meeresbewegung ausführt, diese Bewegungen wesentlich langsamer sind als die des Schiffes, obgleich sie eine größere Amplitude haben können.

Bei dem Versorgungsschiff kann angenommen werden, daß es vertikale Schwingungsbewegungen, d.h. einfache harmonische Bewegungen ausfuhrt und wegen der Differenz der Schwingungsfrequenzen zwischen den beiden Stationen kann in erster Annäherung angenommen werden, daß das Schiff relativ zur Plattform eine einfache harmonische Bewegung ausführt.

Im Hinblick auf eine vertikale Bewegung liegt das Kriterium für ein erfolgreiches Anheben einer Last vom Schiff darin, daß die Geschwindigkeit, mit der die Last realtiv zum Kran angehoben wird, die vertikale Annäherungsgeschwindigkeit der beiden Stationen übersteigt. Ferner sollte sich das Schiff relativ zur Plattform, der es sich nähert, verlangsamen, stationär werden oder beginnen sich von der Plattform wegzubewegen, wenn die Last angehoben wird, um die Zeit zu maximieren, die für das Freikommen der Last vom Schiff verfügbar ist.

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Anzeigevorrichtung zur Verwendung mit einem nicht-gezeigten Kran, dessen Haken an einem Seil aufgehängt ist und der ein Spanngerät aufweist, durch welches, wenn der Haken an einer Last auf dem Versorgungsschiff angebracht worden ist, eine Relativbewegung zwischen dem Schiff und der Plattform durch Einrollen des Seiles oder durch Abrollen des Seiles vom Kran ausgeglichen wird, um das Seil unter Spannung zu halten, um zu verhindern, daß es locker wird und beim nachfolgenden Straffen schlägt. Das Spanngerät des Kranes kann einen Servomotor aufweisen, durch den das Seil auf eine Windentrommel auf- oder von ihr abgewickelt werden kann, um eine vorgegebene Spannung gegenüber dem zu hebenden

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Gewicht der Last aufrechtzuhalten, wobei die Spannung im Seil beispielsweise durch einen Wandler gemessen werden kann, der auf einer Seilrolle des Kranauslegers angeordnet ist, über die das Seil läuft.

Wenn eine solche Spanneinrichtung verwendet wird, umfaßt die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Tachogenerator 10, der durch die Windentrommel angetrieben wird, wenn eine Servobewegung erfolgt, und der eine Ausgangspannung erzeugt, die auf die Geschwindigkeit bezogen ist, mit der die Trommel in jedem Augenblick rotiert. Das Geschwindigkeitssignal wird an einen Eingang eines ersten !Comparators und über eine Differenzierschaltung 12 an einen Eingang eines zweiten Komparators 13 gegeben. Die Komparatoren 11 und 13 bidlen Schwellwert-Einrichtungen.

Der andere Eingang des Geschwindigkeits-Komparators 11 wird mit einer vorgegebenen Geschwindigkeits-Bezugsspannung über eine Leitung 14 von einer nicht-gezeigten Quelle gespeist, die ein Potentiometer sein kann. Die Eingänge sind so angeordnet, daß der Komparator 11 ein Ausgangssignal erzeugt, nur dann wenn die Amplitude des Geschwindigkeitssignals unter den Pegel der Bezugsspannung fällt.

Der andere Eingang des Beschleunigungs-Komparators 13 wird mit einer vorgegebenen Beschleunigungs-Bezugsspannung über eine Leitung 15 von einer nicht-gezeigten Quelle gespeist, ähnlich der, die die Geschwindigkeits-Bezugsspannung liefert. Die Beschleunigungs-Bezugsspannung kann zweckmäßigerweise Null sein, so daß der Komparator 13 ein Ausgangssignal nur dann abgibt, wenn das differenzierte Geschwindigkeitssignal im Wert negativ wird, d.h. wenn die Beschleunigung von der Annäherungsrichtung der Stationen weg wirkt bzw. gerichtet ist.

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Die Ausgangsklemmen der Komparatoren 11 und 13 sind an Eingangsklemmen eines Zwei-Eingangs-Und-Tores 16 gelegt, das ein Signal erzeugt, wenn die Windentrommel und damit die Last sich mit einer Geschwindigkeit aufwärtsbewegt, die unter einen Schwell-Bezugswert gefallen ist und mit einer Beschleunigung, die von der Annäherungsrichtung der Stationen weg gerichtet ist, d.h. wenn sich das Schiff, das die Last trägt, dem Kamm einer Welle nähert.

Die Geschwindigkeits-Bezugsspannung wird vorzugsweise in einer Höhe gewählt, die einer relativen Annäherungsgeschwindigkeit zwischen dem Maximalwert und Null entspricht, so daß die Last vor Hubbeginn sich in Hubrichtung bewegt, wodurch irgendeine Neigung zum Stoßen oder Schlagen an der Last reduziert wird, wenn der Kranantrieb von dem Spanngerät auf die Hauptwinde umgeschaltet wird. Die Neigung zum Schlagen oder Stoßen kann auf ein Minimum reduziert werden durch Wahl einer Bezugsspannung, die einer Annäherungsgeschwindigkeit entspricht, die gleich der Hubgeschwindigkeit des Kranes ist, so daß die Last einen sanften Übergang von der Aufwärtsbewegung auf dem Schiff zur Aufwärtsbewegung am Kranhaken ausführt.

Anstelle des Servomotors zum Spannen des Seiles kann auch eine andere geeignete Einrichtung verwendet werden. Beispielsweise kann ein federbelastetes System von Rollen verwendet werden, um ein lockeres Seil aufzunehmen und zu spannen, ohne daß es auf die Trommel gewickelt wird. Die Geschwindigkeitsmessung erfolgt dann durch eine Messung des Laufs des Seiles über eine Rolle.

Um sicherzustellen bzw. zu bestätigen, daß die Bedingungen, die als geeignet zur Einleitung der Hubbewegung angezeigt werden, vorhanden sind, wird das Signal vom Tor 16 direkt

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an einen Eingang 17 eines Zwei-Eingangs-Tores 18 und über ein Zeitverzögerungselement 19 an einen zweiten Eingang 20 des Tores gelegt. Das Verzögerungselement erzeugt eine Verzögerung von z.B. 0,1 Sekunden, obwohl dies geändert werden kann, so daß das Tor 18 nur dann ein Anzeigesignal erzeugt, wenn die gewünschten Bedingungen der Schiffsbewegung über die Periode der Verzögerung aufrecht erhalten sind. Da es möglich sein kann, daß das Anzeigesingal nicht solange andauert bis irgendeine Aktion als Folje der Anzeige vorgenommen wird, insbesondere wenn die Trommelgeschwindigkeit geändert wird, um den Hub zu beginnen, kann das Anzeigesignal an ein bistabiles Gerät 21 gelegt werden, das ein kontinuierliches Signal abgibt bis es rückgestellt wird.

Alternativ zur Messung der Relativgeschwindigkeit zwischen den Stationen kann die Geschwindigkeit und die Beschleunigung auch bestimmt werden, indem die Beschleunigung jeder Station bezüglich der Erde bestimmt wird.

Gemäß Fig. 2 sind Beschleunigungsmesser 100 vorgesehen, von denen je einer am Haken und an der Plattform angebracht ist und die Signale erzeugen, die die vertikale Aufwärtsbeschleunigung der Stationen angeben. Die Beschleunigungsmesser können so ausgebildet sein, wie in der GB-PS 1 362 beschrieben, d.h. sie können ein Ausgangssignal mit einer Spannung erzeugen, die linear auf die Größe der Beschleunigung bezogen ist. Die Beschleunigungssignale werden zusammengefaßt, um ein Signal zu erzeugen, das die relative Beschleunigung angibt und das direkt an einen Eingang eines Komparators 130 und über ein Integriergerät 120 an einen Komparator 110 gelegt wird. Die Arbeitsweise der Komparatoren und der nachfolgenden Schaltungen entspricht denjenigen von Fig. 1.

Der Beschleunigungsmesser des Hakens kann auch an der Last

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oder am Schiff angeordnet werden, da diese vor dem Anheben der Last dieselbe Bewegung ausführen.

Wenn die Station, die den Kran trägt, keinen vertikalen Bewegungen ausgesetzt ist, beispielsweise wenn die Plattform auf dem Meeresboden aufsteht oder auf einem Kai angeordnet ist, benötigt die Anordnung nach Fig. 2 nur einen Beschleunigungsmesser zum Messen der Bewegung der Last auf dem Schiff.

Der Kran kann auf der Station angeordnet sein, die die schnellere Bewegung ausführt, bei der Anordnung nach Fig. 2, bei der Beschleunigungsmesser verwendet werden, wobei die Station, die den Kran trägt, die einzige ist, die eine Bewegung ausführt, muß jedoch der Beschleunigungsmesser am Kran oder seiner Station angeordnet sein.

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Claims

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1. ) Vorrichtung zum Anzeigen geeigneter Bedingungen zum An-"— heben einer last von einer ersten von zwei Stationen, die wenigstens in einer vertikalen Ebene relativ zueinander beweglich sind, durch einen von der zweiten Station getragenen Kran, der einen Haken aufweist, welcher an der Last auf der ersten Station befestigbar ist, um der Bewegung der ersten Station vor dem Anheben der Last zu folgen, gekennzeichnet durch Meßeinrichtungen zum Messen der Relativbewegungen zwischen den Stationen zur Erzeugung von Signalen, die die relative Geschwindigkeit und die relative Beschleunigung der Stationen anzeigen, ferner durch Einrichtungen, die auf die Größe und/oder den Richtungssinn dieser Signale ansprechen um ein Anzeigesignal zu erzeugen, wenn die relative Annäherungsgeschwindigkeit der Stationen zwischen einem maximalen positiven Wert und einem negativen Wert liegt und wenn die relative Beschleunigung der Stationen in einer Richtung weg von der Annäherungsrichtung gerichtet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Schwellwertanordnung, um ein Signal, das die relative Annäherungsgeschwindigkeit der Stationen angibt, mit einem ersten Bezugswert zu vergleichen, um ein Signal zu erzeugen, wenn diese Geschwindigkeit einen vorgegebenen Wert erreicht und um ferner ein Signal, das die relative Beschleunigung der beiden Stationen angibt, mit einem zweiten Bezugswert zu vergleichen, um ein Signal zu erzeugen, wenn die Beschleunigung in Richtung der Annäherung der beiden Stationen einen negativen Wert hat.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der vorgegebene Wert der Geschwindigkeit gleich dem Wert der Geschwindigkeit ist, bei dem die Last vom Kran abgehoben werden kann.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Haken des Krans an einem Seil aufgehängt ist, das durch ein Spanngerät unter Spannung gehalten wird, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zum Messen der Relativbewegung einen Tachogenerator aufweist, der am Kran angeordnet ist, um ein Signal zu erzeugen, das die Geschwindigkeit anzeigt, mit der das Seil aufgerollt oder vom Kran abgerollt wird, daß ferner Einrichtungen vorgesehen sind, um dieses Signal bezüglich der Zeit zu differenzieren, um ein Signal zu erzeugen, das die relative Beschleunigung der Stationen angibt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zum Messen der Relativbewegung einen Beschleunigungsmesser aufweist, um die vertikale Beschleunigung jeder Station, die eine Bewegung relativ zur Erde ausführt, zu messen, daß die Signale der Beschleunigungsmesser zusammengefaßt werden, um ein Beschleunigungssignal zu erzeugen, das die Richtung der Relativbeschleunigung zwischen den Stationen anzeigt und daß eine Integriereinrichtung vorgesehen ist, um das relative Beschleunigungssignal zu integrieren, um ein Signal zu erzeugen, das die relative Geschwindigkeit zwischen den Stationen angibt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Beschleunigung der die Last tragenden Station durch einen Beschleunigungsmesser gemessen wird, der am Haken angeordnet ist.

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7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Zeitverzögerungseinrichtung zum Empfang und Verzögerung des Anzeigesignales um eine vorgegebene Zeitspanne, ferner durch eine Torschaltung mit zwei Eingängen, um das Anzeigesignal sowohl direkt als auch über die Verzögerungseinrichtung zu empfangen und um aufgrund dieser an beide Eingänge gelegten Signale ein Ausgangssignal zu erzeugen, das anzeigt, daß geeignete Hubbedingungen über diese vorgegebene Zeitspanne aufrechterhalten werden.

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