DE4490569B4 - Method and device for controlling the operations of a crane - Google Patents
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Abstract
Verfahren
zum Steuern der Operationen eines Krans, in welchem die Bewegungen
eines Hebelaufwerks (1) des Krans durch ein Steuersystem, das auf das
Minimieren des Schwingens der Last (2) abzielt, gesteuert werden,
wobei das Verfahren Stadien hat, in denen
der ideale Plan der
Bewegungen, die durch das Steuersystem erreicht werden, berechnet
wird, und
wenigstens einige der mechanischen, beweglichen Teile des
Krans auf der Basis des idealen Plans der Bewegungen gesteuert werden,
dadurch
gekennzeichnet, dass eine Einrichtung (3, 4, 5, 6), die zum mechanischen
Verhindern des Schwingens der Last verwendet wird, ein Schwingen
gemäß dem idealen Plan
der Bewegung erlaubt und nur das Schwingen der Last (2) dämpft, das
von diesem idealen Plan der Bewegungen abweicht.Method for controlling the operations of a crane, in which the movements of a lever drive (1) of the crane are controlled by a control system aimed at minimizing the swinging of the load (2), the method having stages in which
the ideal plan of movements achieved by the control system is calculated, and
at least some of the mechanical, moving parts of the crane are controlled on the basis of the ideal plan of movements,
characterized in that a means (3, 4, 5, 6) used for mechanically preventing the swinging of the load allows swinging according to the ideal plan of movement and only damps the swinging of the load (2) therefrom ideal plan of the movements deviates.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern der Operationen eines Krans, in welchem die Bewegungen, die durch das Hebelaufwerk des Krans erzeugt werden, mittels eines offenen Steuersystems, das darauf abzielt, das Schwingen der Last zu minimieren, gesteuert werden. Die Erfindung betrifft außerdem die zum Dämpfen des Schwingens der Last des Krans benötigte Einrichtung, welche ein Steuersystem umfaßt, das so ausgebildet ist, daß es die durch das Hebelaufwerk des Krans erzeugten Bewegungen steuert und das Schwingen der Last minimiert. Die Erfindung betrifft weiter die Krananordnungen, welche ein Hebelaufwerk, das dazu ausgebildet ist, daß es sich auf einer Laufbahn bewegt, eine Steuerkabine, die so ausgebildet ist, daß sie sich auf einer zweiten Laufbahn, die parallel zu der ersten ist, bewegt, und ein offenes Steuersystem zum Steuern der Bewegungen des Hebelaufwerks und zum Minimieren des Schwingens der Last umfassen.The The invention relates to a method for controlling the operations of a Cranes in which the movements caused by the lever drive of the Cranes are generated, by means of an open tax system, on it aims to minimize the swinging of the load. The invention also relates the one for steaming the device required to swing the load of the crane, which is a control system comprises which is designed so that it controls movements generated by the lever drive of the crane and minimizes the swinging of the load. The invention further relates the crane assemblies, which is a lever drive designed to that it moving on a track, a control cabin that is so formed is, that you moving on a second track, which is parallel to the first, and an open control system for controlling the movements of the lever drive and for minimizing swinging of the load.
Verfahren
und eine Einrichtung, wie sie oben beschrieben sind, worin ein offenes
Steuersystem dazu verwendet wird, die Bewegungen des Hebelaufwerks
eines Krans zu steuern sind bekannt, z.B. aus der
Ein
derartiges Steuerverfahren in dem Artikel „Lastpendelgedämpfte Krane
mit Fahrantriebsregelung und Pendelwinkelrückführung", dhf 12/91, Seiten 43 bis 47 sowie
in F.H Fördern
und Heben 37 (1987) Nummer 6, Seiten 399 ff oder in der
Andererseits sind verschiedene Verfahren des mechanischen Dämpfens des Schwingens der Last des Krans bekannt. Diese Verfahren basieren allgemein entweder auf Hydraulikdämpfern und/oder Diagonalkabelaufhängung. Das Ziel dieser Systeme ist es, ein Lastschwingen, welches durch Bewegungen des Hebelaufwerks des Krans bewirkt wird, vollständig und so schnell wie möglich zu dämpfen. Die Probleme, die mit diesen mechanischen Dämpfungssystemen verbunden sind, umfassen unterbrechendes Lastschwingen, welches aus der mechanischen Dämpfung resultiert, und die technische Kompliziertheit des Dämpfungssystems, welche sich in hohen Preisen und Wartungskosten widerspiegelt. Da durch Containerkrane beförderte Lasten sehr groß sind, typischerweise z. B. etwa 55 Tonnen, wird ein beträchtlicher Betrag an Energie, gut über 10 kW, zum Dämpfen des Schwingens benötigt.on the other hand are various methods of mechanical damping of swinging the load the crane known. These methods are generally based on either hydraulic dampers and / or diagonal cable suspension. The aim of these systems is to load swing through which Movements of the lever drive of the crane is effected completely and as quickly as possible to dampen. The problems associated with these mechanical damping systems include interrupting load swing resulting from mechanical damping, and the technical complexity of the damping system, which itself reflected in high prices and maintenance costs. There by container cranes promoted Loads are very big, typically z. B. about 55 tons, is a considerable Amount of energy, well over 10 kW, for steaming of swinging needed.
Derartige
Verfahren zur mechanischen Dämpfung
des Schwingens sind beispielsweise aus der
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein neues Verfahren und eine neue Einrichtung zum Steuern der Operationen eines Krans ohne irgendwelche der Nachteile der oben beschriebenen Arten von Dämpfungssystem zu entwerfen, wobei mit möglichst geringem Aufwand auch zufällige Ereignisse wie Windstöße kompensiert werden sollen.The Object of the present invention is to provide a new method and a new facility for controlling the operations of a crane without any of the disadvantages of the above-described types of damping system to design, using as possible little effort also random Events like gusts of wind compensated should be.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und eine Einrichtung gemäß Anspruch 3. Die Unteransprüche definieren jeweils bevorzugte Ausführungsbeispiele.These Task is solved by a method according to claim 1 and a device according to claim 3. The dependent claims define respective preferred embodiments.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein idealer Plan der Bewegungen für das genannte Steuersystem berechnet und wenigstens etwas von dem mechanischen, beweglichen Teil des Krans auf der Basis des idealen Plans der Bewegungen gesteuert.at the method according to the invention becomes an ideal plan of movements for the said tax system calculated and at least something of the mechanical, moving Part of the crane controlled on the basis of the ideal plan of movements.
Weiterhin wird die Einrichtung, welche mechanisch das Lastschwingen verhindert, so gesteuert, daß ein Schwingen ermöglicht wird, welches in Harmonie mit dem idealen Plan der Bewegungen ist und nur das Schwingen gedämpft, das von diesem idealen Plan der Bewegungen abweicht.Farther is the device which mechanically prevents the load swing, so controlled that one Swinging possible which is in harmony with the ideal plan of the movements and only dampened the swing, which deviates from this ideal plan of movements.
Bevorzugt folgen, wenn das Hebelaufwerk auf einer Laufbahn und die Steuerkabine auf einer anderen Laufbahn, die parallel zu der ersten ist, betrieben werden, die Bewegungen der Steuerkabine des Krans dem genannten idealen Plan der Bewegungen, damit die Orte der Steuerkabine und der Last in der Richtung der Laufbahnen unverändert mit Bezug aufeinander bleiben.Prefers Follow when the lever drive on a track and the control cabin operated on another track, which is parallel to the first one The movements of the control cabin of the crane are said to be ideal plan of movements, hence the locations of the control cabin and the load in the direction of the tracks unchanged with respect to each other stay.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird daher das offene Steuersystem, das die Bewegungen des Hebelaufwerks steuert mit einem mechanischen Schwingungsdämpfungssystem kombiniert, welches nichtsdestoweniger in einer Art und Weise gesteuert wird, die sich deutlich von dem konventionellen mechanischen Schwingungsdämpfungssystem unterscheidet. Gemäß der Erfindung wird nur das Lastschwingen, das von dem genannten idealen Plan der Bewegungen abweicht, in dem offenen Steuersystem gedämpft. Indem das getan wird, ist es möglich, ein mechanisches Schwingungsverhinderungssystem aufzubauen, das wesentlich leichter und einfacher ist, als bekannt gewesen ist, während dennoch ein wirksameres Gesamtschwingungsdämpfungssystem erreicht wird, als es früher bekannt war. Gleichzeitig wird die Abnutzung der mechanischen Schwingungsverhinderungseinrichtung vermindert, und es werden die Wartungskosten reduziert.In the method according to the invention, therefore, the open control system which controls the movements of the lever drive is combined with a mechanical vibration damping system, which nevertheless is controlled in a manner distinctly different from the conventional mechanical vibration damping system different. According to the invention, only the load swing deviating from the said ideal plan of movements is damped in the open control system. By doing so, it is possible to construct a mechanical vibration prevention system which is much lighter and simpler than has been known while still achieving a more effective overall vibration damping system than previously known. At the same time, wear of the mechanical vibration prevention device is reduced, and maintenance costs are reduced.
Was die Einrichtung gemäß der Erfindung anbetrifft, die zum Dämpfen des Schwingens der Last eines Krans ausgebildet ist, ist es charakteristisch, daß die Einrichtung zusätzlich zu dem offenen Steuersystem das die Bewegungen des Hebelaufwerks des Krans steuert und darauf abzielt, das Schwingen der Last zu minimieren, ein Mittel zum Berechnen des idealen Plans der Bewegungen mit der Hilfe des offenen Steuersystems und ein Mittel zur mechanischen Schwingungsverhinderung, sowie ein Mittel zum Steuern des Dämpfungsverhaltens der mechanischen Schwingungsverhinderungeinrichtung umfaßt, damit sie ein Lastschwingen gemäß dem genannten idealen Plan der Bewegungen ermöglichen und nur das Schwingen dämpfen, das von diesem idealen Plan der Bewegungen abweicht.What the device according to the invention is concerned, the one for steaming is formed of swinging the load of a crane, it is characteristic that the device additionally to the open control system that the movements of the lever drive of the Controls cranes and aims to minimize the swinging of the load, a means for calculating the ideal plan of the movements with the Help of the open tax system and a means of mechanical Vibration prevention, as well as a means for controlling the damping behavior the mechanical vibration prevention device comprises so a load swing according to said enable ideal plan of movements and only dampen the swing, which deviates from this ideal plan of movements.
Wenn die mechanische Schwingungsverhinderungseinrichtung aus Schwingungsdämpfungskabeln besteht, besteht das Mittel zum Steuern des Dämpfungsverhaltens aus einer Einrichtung zum Einstellen der Länge der Schwingungsdämpfungskabel.If the mechanical vibration prevention device of vibration damping cables exists, the means for controlling the damping behavior consists of a Device for adjusting the length the vibration damping cable.
Wenn die mechanische Schwingungsverhinderungseinrichtung aus einem hydraulischen Dämpfungssystem besteht, besteht das Mittel zum Steuern des Dämpfungsverhaltens dieses hydraulischen Dämpfungssystems aus einer Einrichtung zum Einstellen der durch die Hydraulikzylinder des Dämpfungssystems induzierten Dämpfung.If the mechanical vibration prevention device from a hydraulic cushioning system exists, there is the means for controlling the damping behavior of this hydraulic damping system from a device for adjusting by the hydraulic cylinder of the damping system induced attenuation.
Wenn die mechanische Schwingungsverhinderungseinrichtung aus einem elektromechanischen Dämpfungssystem besteht, besteht das Mittel zum Steuern des Dämpfungsverhaltens aus einer Einrichtung zum Einstellen der durch die elektromechanischen Stellantriebe induzierten Dämpfung.If the mechanical vibration prevention device from an electro-mechanical damping system exists, the means for controlling the damping behavior consists of a Device for adjusting by the electromechanical actuators induced attenuation.
Was die Krananordnung gemäß der Erfindung anbetrifft, welche aus einem Hebelaufwerk, das zum sich Bewegen auf der ersten Laufbahn ausgebildet ist, und einer Steuerkabine die zum sich Bewegen auf der zweiten Laufbahn, welche parallel zu der ersten ist, ausgebildet ist, und einem offenen Steuersystem, das darauf abzielt, das Schwingen der Last zu minimieren, besteht, ist es charakteristisch, daß sie aus einer Einrichtung zum Berechnen des idealen Plans der Bewegungen mit der Hilfe des offenen Steuersystems und einer Einrichtung zum Steuern der Bewegung der Steuerkabine gemäß dem genannten idealen Plan der Bewegungen besteht, damit die Orte der Steuerkabine und der Last in der Richtung der Laufbahnen unverändert mit Bezug aufeinander bleiben.What the crane assembly according to the invention As for a lever drive moving to is formed on the first track, and a control cabin to move on the second track, which parallel to the first is, is educated, and an open tax system, which aims to minimize the swinging of the load, it is characteristic that she from a device for calculating the ideal plan of the movements with the help of the open tax system and a facility for Controlling the movement of the control cabin according to said ideal plan the movements consists of so that the places of the control cabin and the Load in the direction of the tracks unchanged with respect to each other stay.
Das Folgende ist eine detailliertere Beschreibung des Verfahrens und der Einrichtung gemäß der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung, worinThe The following is a more detailed description of the method and the device according to the invention with reference to the attached drawing, wherein
Elektromechanische Stellantriebe können auch als mechanische Schwingungsdämpfungseinrichtung wirken. Ein Beispiel dieser Art von Lösung ist ein System, in welchem die Last mittels eines Aufhängungskabels getragen wird, das um ein Leerlaufrad an dem Lastende gezogen ist. Wenn die Last schwingt, dreht sich das genannte Leerlaufrad um seine Achse. Diese Drehung kann gemäß der Erfindung durch z.B. einen Elektromotor, der mit der Achse des Leerlaufrads verbunden ist, so eingestellt werden, daß seine Operationen mit einer elektromechanischen Bremse gesteuert werden, wenn das Lastschwingen von dem idealen Plan von Bewegungen, der durch das Steuersystem erreicht werden, abweicht. In diesem Fall müssen solche Bremsbewegungen angewandt werden, bei denen das Aufhängungskabel nicht mit Bezug auf das Leerlaufrad zu rutschen beginnt. Dieses ist in der Einrichtung gemäß der Erfindung möglich, weil das mechanische Schwingungsdämpfungssystem in der Einrichtung gemäß der Erfindung auf ein viel kleineres Schwingen beschränkt ist, als es in Systemen, in denen das Last schwingen nur durch mechanische Anordnungen gedämpft wird, normal ist.electromechanical Actuators can also as a mechanical vibration damping device Act. An example of this kind of solution is a system in which the load by means of a suspension cable which is pulled around an idler wheel at the load end. When the load swings, said idler wheel rotates about its Axis. This rotation can according to the invention by e.g. an electric motor connected to the axis of the idler wheel be adjusted so that its operations with a electromechanical brake can be controlled when the load swing from the ideal plan of movements, by the tax system be reached, deviates. In this case, such braking movements must be applied where the suspension cable is not related begins to slip on the idler wheel. This is in the facility according to the invention possible, because the mechanical vibration damping system in the device according to the invention is limited to a much smaller swing than in systems in which the load swinging is damped only by mechanical arrangements, is normal.
Das obige Verfahren und die obige Einrichtung gemäß der Erfindung zum Steuern der Operationen eines Krans, wie auch die Krananordnungen sind nur mit der Hilfe von einigen exemplarischen Ausführungsformen beschrieben, und es versteht sich demgemäß, daß die Erfindung durch Anordnungen, die sich von den vorstehenden unterscheiden, verwirklicht werden kann, ohne daß jedoch von dem geschützten Bereich, der durch die beigefügten Patentansprüche definiert ist und von der Grundidee der Erfindung, gemäß welcher ein mechanisches Schwingungssystem dazu benutzt wird, nur jene Bewegung zu dämpfen, welche von dem idealen Plan der Bewegungen abweicht, die aus dem Steuersystem hervorgehen, das die Bewegungen des Hebelaufwerks steuert, abgewichen wird. Demgemäß betrifft dieses mechanische Schwingungsdämpfungssystem nahezu alle bekannten Arten von mechanischen Schwingungsdämpfungssystemen, welche gemäß der Erfindung zum Begrenzen von nur dem Schwingen, das von dem idealen Plan der Bewegungen, die aus dem Steuersystem hervorgehen, das die Bewegungen des Hebelaufwerks steuert modifiziert werden können. Es versteht sich, daß unter mechanischen Schwingungsdämpfungssystemen alles Schwingungsdämpfen gemeint ist, das nicht auf der elektrischen Steuerung der Bewegungen des Hebelaufwerks basiert.The above method and the above Einrich The crane according to the invention for controlling the operations of a crane, as well as the crane arrangements are described only with the aid of some exemplary embodiments, and it is accordingly understood that the invention can be realized by arrangements which differ from the above without that, however, from the protected scope defined by the appended claims and from the basic idea of the invention, according to which a mechanical vibration system is used to damp only that motion which deviates from the ideal plan of the motions resulting from the control system , which controls the movements of the lever drive, deviated. Accordingly, this mechanical vibration damping system relates to virtually all known types of mechanical vibration damping systems that can be modified according to the invention for limiting only swinging, which may be due to the ideal plan of motions resulting from the control system that controls the movements of the lever drive. It should be understood that mechanical vibration damping systems are meant to mean all vibration vapors that are not based on the electrical control of the movements of the lever drive.
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8181 | Inventor (new situation) |
Inventor name: HYTÖNEN, KIMMO, ESPOO, FI |
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8364 | No opposition during term of opposition | ||
R071 | Expiry of right |