DE60131608T2

DE60131608T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Steueren der Bremslösung in dem Hubmotor von einer Hebevorrichtung

Info

Publication number: DE60131608T2
Application number: DE60131608T
Authority: DE
Inventors: Ari 05880 Väisänen
Original assignee: Konecranes PLC
Current assignee: Konecranes PLC
Priority date: 2000-08-29
Filing date: 2001-08-24
Publication date: 2008-04-10
Anticipated expiration: 2021-08-25
Also published as: DE60131608D1; US6614198B2; FI20001905A0; FI20001905A; EP1184331B1; EP1184331A3; ES2292500T3; FI115966B; EP1184331A2; US20020023803A1; EP1184331A9

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung/Steuerung der Freigabe einer Hebermotorbremse bei einem Hebezeug, bei dem Elektrizität als die antreibende Energie verwendet wird, und ein Käfigläufermotor als Hebermotor zum Heben oder Senken einer Last an einem Lastaufnahmemittel des Hebezeugs ausgeschlossen ist.
Die Erfindung betrifft ferner eine Einrichtung zur Regelung/Steuerung der Freigabe einer Hebermotorbremse bei einem Hebezeug, bei dem Elektrizität als die antreibende Energie verwendet wird, und ein Käfigläufermotor als der Hebermotor zum Heben oder Senken einer Last an einem Lastaufnahmemittel des Hebezeugs angeschlossen ist.
In elektrischen Hebezeugen, die zum Heben und Senken einer Last dienen, weist der Hebermotor eine Bremse auf, durch die die zu hebende oder zu senkende Last in der Schwebe gehalten wird, wenn der Hebermotor nicht aktiviert ist. Im Hebebetrieb ist das Bremsmoment nahezu doppelt so groß wie das nominale Drehmoment des Motors. Falls die Bremse nicht gelöst ist, beispielsweise, wenn die Nennlast des Hebezeugs abgesenkt wird, ist zur Durchführung der Absenkbewegung ein dem nominalen Drehmoment entsprechendes Drehmoment des Hebermotors erforderlich. Der Hebermotor ist ohne weiteres in der Lage, dieses Drehmoment zu erzeugen. In diesem Fall betragen die thermischen Verluste in der Bremse das Doppelte der nominalen Leistung des Hebermotors. Dies beschädigt die Bremse gewöhnlich nach einem Antrieb von wenigen Sekunden, und nach Beendigung des Antrieb hält die Bremse die Last nicht mehr in der Schwebe, vielmehr fällt die Last in freiem Fall herab. Ein Steuern/Regeln der Freigabe der Hebermotorbremse ist daher aus Sicherheitsgründen wichtig. Falls die Bremse weiter bremst, kann außerdem die Motorwicklung abbrennt, mit der Folge eines beträchtlichen wirtschaftlichen Schadens.
Die FR 2 675 790 offenbart eine Lösung zum Steuern/Regeln der Freigabe der Hebermotorbremse, wobei ein induktiver Sensor verwendet wird, um nach dem Anlaufen des Hebermotors die Freigabe der Bremse auf der Grundlage der Bewegung der Bremsscheibe zu erfassen. Falls kein Freigabebestätigungssignal von dem Sensor der Bremse her empfangen wird, wird der Einsatz des Hebermotors unterbrochen, und Alarm ausgelöst. Diese Lösung ist verhältnismäßig kompliziert und in der Praxis unzuverlässig, da es für den Sensor aufgrund des kurzen Weges der Bewegung der Bremsscheibe schwierig ist, die Bewegung zu erfassen. Außerdem steigern der Sensor und dessen Einbau die Kosten beträchtlich.
Das US-Patent 4 733 148 offenbart eine Lösung zum Steuern/Regeln der Bremse eines Druckerpressenantriebsmotors nachdem der Motor hochgefahren ist. Die Lösung basiert auf zwei Phasen: in der ersten Phase wird überprüft, ob das Bremsmoment ausreicht, um eine Rotation des Motors zu verhindern, wenn die Bremse aktiviert ist. In der zweiten Phase wird überprüft, ob die Bremse freigegeben ist, wenn der Motor hochgefahren ist. Die Überprüfung der ausreichenden Kapazität der Bremse und der Freigabe der Bremse basiert auf der Bestimmung der Drehzahl des Elektromotors. Die Drehzahl des Elektromotors wird mit einem Tachometer gemessen oder, falls der Motor ein Gleichstrommotor ist, anhand der Ankerspannung des Motors bestimmt. Auch mit dieser Lö sung werden die Kosten sowohl durch die Anschaffung als auch durch den Einbau zusätzlicher Sensoren beträchtlich gesteigert.
Die FR 1 231 154 offenbart eine weitere Lösung zum Steuern/Regeln der Freigabe einer Motorbremse nach dem Anlaufen des Hebezeugmotors.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein neues Verfahren und eine Einrichtung zum Steuern/Regeln der Freigabe einer Hebermotorbremse in einem Hebezeug zu schaffen.
Das Verfahren gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass nach der Anlaufperiode des Hebermotors der Strom und die Versorgungsspannung des Hebermotors gemessen wird, und anhand der Stromstärke und der Versorgungsspannung eine Variable ermittelt wird, die die Last des Hebezeugs kennzeichnet und die mit einem vorbestimmten Grenzwert verglichen wird, und dass ein Heben oder Senken der Last unterbrochen wird, falls die die Hebezeuglast kennzeichnende Variable beim Heben der Last den für die Hebebewegung eingestellten Grenzwert überschreitet, oder falls sie beim Senken der Last den für die Senkbewegung eingestellten Grenzwert überschreitet.
Die erfindungsgemäße Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung Mittel zum Erfassen der Stromstärke und der Versorgungsspannung des Hebermotors und eine Bremssteuervorrichtung enthält, die Mittel zur Bestimmung einer Variablen aufweist, die die Last des Hebermotors anhand der Stromstärke und der Versorgungsspannung des Hebermotors kennzeichnet, und dass die Bremssteuervorrichtung ferner Mittel zum Vergleich der die Last kennzeichnenden Variablen mit einem vorbestimmten Grenzwert und Mittel enthält, die dazu dienen, das Heben oder Senken der Last zu unterbrechen, falls die die Hebezeuglast kennzeichnende Variable beim Heben der Last den für die Hebebewegung eingestellten Grenzwert überschreitet, oder falls sie beim Senken der Last den für die Senkbewegung eingestellte Grenzwert überschreitet.
Die grundlegende Idee der Erfindung basiert darauf, dass in einem Hebezeug, bei dem Elektrizität als die antreibende Energie und eine Käfigläufermotor als Hebermotor zum Heben oder Senken einer an dem Lastaufnahmemittel des Hebezeugs befestigten Last verwendet wird, die Freigabe der Hebermotorbremse gesteuert wird, indem eine Variable, die die Hebezeuglast kennzeichnet und die anhand der Stromstärke und Versorgungsspannung bestimmt wird, die an dem Hebermotor nach dessen Anlaufperiode gemessen wurden, mit einem vorbestimmten Grenzwert verglichen wird. Falls die die Hebezeuglast kennzeichnende Variable beim Heben der Last einen für die Hebebewegung eingestellten Grenzwert, oder beim Senken der Last den für die Senkbewegung eingestellten Grenzwert überschreitet, wird das Heben oder Senken der Last unterbrochen. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wird das Luftspaltdrehmoment als die die Hebezeuglast kennzeichnende Variable verwendet. Das Luftspaltdrehmoment wird vorzugsweise unter Verwendung des magnetischen Flusses des Hebermotors ermittelt.
Ein Vorteil der Erfindung basiert darauf, dass diese eine Steuerung der Freigabe der Hebezeugbremse ermöglicht, ohne die Bremse mit gesonderten Sensoren oder Schaltern auszustatten, deren Anschaffung und Einbau die Kosten be trächtlich erhöhen würden, und deren Funktion aufgrund des kurzen Weges der Bewegung der Scheibenbremse unzuverlässig ist. Die Lösung der Erfindung verbessert außerdem den thermischen Schutz des Motors im Falle einer möglicherweise durch eine Fehlbedienung oder eine Fehlfunktion des Hebezeugs hervorgerufenen Überbelastung bzw. eines Blockierens des Rotors. Wenn als Variable, die die Last des Hebermotors kennzeichnet, das anhand des magnetischen Flusses des Hebermotors bestimmte Luftspaltdrehmoment des Hebermotors verwendet wird, ist das Verfahren darüber hinaus in den unterschiedlichen Betriebsbedingungen, wie sie für den Hebebetrieb typisch sind, sehr genau und zuverlässig.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen eingehender beschrieben:
1 zeigt eine zum Teil geschnittene schematische Ansicht eines Hebezeugs, bei dem das Verfahren und die Einrichtung der Erfindung verwendet werden, und
2 veranschaulicht schematisch eine Abhängigkeit zwischen dem Hebermotordrehmoment und der Hebezeuglast.
1 veranschaulicht in einer zum Teil geschnittenen schematischen Ansicht ein Hebezeug, bei dem das Verfahren und die Einrichtung der Erfindung verwendet werden. Das in 1 gezeigte Hebezeug 1 weist einen teilweise geschnitten dargestellten Hebermotor 2 auf, der über Phasenleiter L1, L2 und L3 mit einer Energiequelle, z.B. einem Drehstromnetz, verbunden ist. Der Hebermotor 2 ist dazu eingerichtet, über eine Welle 3 eine Seiltrommel 4 zu drehen. In 1 ist der Hebermotor 2 geeignet konstruiert, um die Seiltrommel 4 unmittelbar anzutreiben, jedoch kann der Hebermotor 2 auch dazu eingerichtet sein, die Seiltrommel 4 über ein oder mehrere Zahnräder in Drehung zu versetzen. Die Welle 3 ist an beiden Enden des Hebermotors 2 über Lager auf eine an sich bekannte Weise in Lagerschilden gelagert, und die Lagerschilde und die Lager sind daher aus Gründen der Übersichtlichkeit in 1 nicht dargestellt. Abhängig von der Drehrichtung des Hebermotors 2 und der Seiltrommel 4 wird ein auf der Seiltrommel 4 untergebrachtes Lastaufnahmemittel 5 entweder auf die Seiltrommel 4 gewickelt oder von dieser abgewickelt, womit sich die an einem Hebehaken 6 hängende Last 7 dementsprechend aufwärts oder abwärts bewegt. Beispielsweise kann als Lastaufnahmemittel 5 ein Seil verwendet werden. Der Hebermotor 2 ist ein mit Drehstrom betriebener Käfigläufermotor, der mit einer oder mehreren Drehzahlen ausgestattet sein kann, und über, aus Gründen der Übersichtlichkeit in 1 nicht gezeigte, Schütze oder andere ähnliche Steuerungselemente gesteuert wird.
Der in 1 schematisch in einer Stillstandsbedingung veranschaulichte Hebermotor 2 weist einen Rahmen 8, einen Stator 9, eine Statorwicklung 10 und einen Rotor 11 auf. Zwischen dem Stator 9 und dem Rotor 11 ist ein Luftspalt 12 vorhanden, dessen Weite gegenüber den übrigen Teilen des Hebermotors 2 stark überhöht dargestellt ist. Der Aufbau des Stators 9 wurde ebenfalls im Vergleich zu dem Rotor 11 hervorgehoben. In der schematischen Darstellung nach 1 enthält der Hebermotor 2 ferner eine Scheibenbremsenvorrichtung, die durch Federkraft betätigt wird und durch einen Gleichstrommagneten elektromagnetisch gelöst wird. Die Anordnung weist Bremsplatten 13 und 14, eine Bremsscheibe 15, eine Magnetspule 16, einen Rahmen 17 für die Magnetspule, eine Ankerplatte 18 und eine Brems feder 19 auf. Zwischen dem Rahmen 17 der Magnetspule 16 und der Ankerplatte 18 besteht ein Luftspalt 20, der im Vergleich zu den übrigen Teilen der Bremsvorrichtung wesentlich breiter dargestellt ist, als er tatsächlich ist. Die Bremsplatte 13 ist beispielsweise in dem Rahmen 8 des Hebermotors 2 oder in einem Lagerflansch geeignet angeordnet, so dass die Bremsplatte 13 nicht in der Lage ist, sich in Richtung der Welle 3 zu bewegen oder sich gemeinsam mit der Welle zu drehen. Die Bremsscheibe 15 ist geeignet an der Welle 3 angebracht, um sich gemeinsam mit der Welle 3 zu drehen. Die Bremsplatte 14 ist an dem Rahmen 17 der Magnetspule 16 beispielsweise mittels eines Sicherungsrings gesichert, um es der Bremsplatte 14 zu ermöglichen, sich gemeinsam mit dem Rahmen 17 der Magnetspule 16 zu bewegen, während dieser sich parallel zu der Welle 3 bewegt. Sowohl der Rahmen 17 der Magnetspule 16 als auch die Ankerplatte 18 sind so gelagert, dass sie nicht in der Lage sind zu rotieren, während sich die Welle 3 dreht. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind in 1 weder diese Lagerung noch das die Bremsvorrichtung umhüllende Gehäuse dargestellt. Wenn die an der Magnetspule 16 anliegende Spannung abgeschaltet wird, bewegt die Federkraft der Bremsfeder 19 den Rahmen 17 der Magnetspule 16 in 1 nach rechts, wobei in diesem Fall die Bremsscheibe 15 zwischen den Bremsplatten 13 und 14 unter Druck gesetzt wird und den Motor 2 auf diese Weise anhält. Obwohl 1 lediglich eine einzige Bremsfeder zeigt, können selbstverständlich mehrere Bremsfedern vorhanden sein, oder die Bremsvorrichtung kann in anderer Weise geeignet konstruiert sein, so dass die Bremsscheibe 15 gleichmäßig zwischen den Bremsplatten 13 und 14 mit Druck beaufschlagt wird. Bei Anlegen einer Spannung an die Magnetspule 16 zieht das Magnetfeld den Rahmen 17 der Magnetspule 16 nahe an die Ankerplatte 18 heran, wodurch die Bremsscheibe 15 freigegeben wird. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist der Steuerschaltkreis der Magnetspule 16 in 1 nicht gezeigt.
Im Hebebetrieb beträgt das Bremsmoment etwa das Doppelte des nominalen Drehmoments des Motors 2. Mit dem Verschleiß der Reibflächen der Bremsscheiben 13 und 14 wächst der Luftspalt 20 zwischen dem Rahmen 17 der Magnetspule 16 und der Ankerplatte 18. Der Luftspalt 20 kann so breit werden, dass der Magnet nicht mehr in der Lage ist, die Bremse freizugeben, so dass diese weiter anliegt. Außerdem kann ein fehlerhafter Steuerschaltkreis der Bremse zu einem Blockieren der Bremse führen. In diesem Fall muss der Motor 2 gegen das Bremsmoment arbeiten, wodurch es zu einer Beschädigung der Bremse oder einem Brand der Statorwicklung 10 kommen kann.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird das Steuern/Regeln der Freigabe der Bremse des Hebezeugs 1, d.h. des Hebermotors 2, mittels einer Variablen durchgeführt, die die Last des Hebezeugs 1 kennzeichnet. Als die die Last des Hebezeugs 1 kennzeichnende Variable kann das Drehmoment des Hebermotors 2 oder die diesem entsprechende Leistung verwendet werden. 2 veranschaulicht schematisch eine Abhängigkeit zwischen dem Drehmoment des Hebermotors 2 und der Last des Hebezeugs 1. Die aufsteigende Linie 26 beschreibt die Abhängigkeit zwischen dem Drehmoment und der Last während einer Hebebewegung, und die absteigende Linie 27 beschreibt die Abhängigkeit zwischen dem Drehmoment und der Last während einer Absenkbewegung. Die Hebebewegung bezeichnet das Heben der Last 7 und die Absenkbewegung betrifft ein Absenken der Last 7. Gemäß der Lösung werden Referenzwerte, die der Nulllast und der Nennlast des Hebezeugs 1 entsprechen, für das Drehmoment des Hebermotors 2 bei sämtlichen Geschwindigkeiten sowohl in Richtung der Hebebewegung als auch in Richtung der Absenkbewegung bestimmt. Die Referenzwerte können durch Berechnung, durch Heben und Senken eines leeren Hakens 6 und der bekannten Nennlast oder in sons tiger Weise ermittelt werden. Der der Nulllast entsprechende Drehmomentreferenzwert ist M_Y0 für die Hebebewegung und M_A0 für die Absenkbewegung. In Entsprechung ist der der Nennlast, d.h. einer Last von 100 %, entsprechende Drehmomentreferenzwert für die Hebebewegung M_Y100 und für die Absenkbewegung M_A100. In 2 entspricht ein Arbeitspunkt 28 dem Referenzwert M_Y100 und ein Arbeitspunkt 31 dem Referenzwert M_A100. Ein Arbeitspunkt 29 entspricht einer Situation, in der die Bremse beim Heben des leeren Hakens blockiert hat, und ein Arbeitspunkt 30 entspricht einer Situation, bei der die Bremse bei Heben der Nennlast des Hebezeugs blockiert hat. Ein Arbeitspunkt 32 entspricht einer Situation, in der die Bremse bei einem Senken der Nennlast des Hebezeugs 1 blockiert hat, und ein Arbeitspunkt 33 entspricht einer Situation, bei der die Bremse bei einem Senken des leeren Hakens blockiert hat. Während einer Hebebewegung wird ein Blockieren der Bremse, d.h. die Tatsache, dass die Bremse nicht gelöst ist, festgestellt, falls das Drehmoment des Hebermotors 2 nach einer Anlaufperiode von etwa 0,3 bis 1 s positiv ist und vorzugsweise größer ist als der Drehmomentwert, der einer Last von etwa 150 % entspricht. Dieser Wert ist in 2 mit M_Y bezeichnet. Im Falle der Absenkbewegung wirkt der Hebermotor 2 normalerweise als Generator, und das Drehmoment ist negativ. Während der Absenkbewegung wird ein Blockieren der Bremse festgestellt, falls das Drehmoment des Hebermotors 2 nach einer Anlaufperiode von etwa 0,3 bis 1 s positiv ist und vorzugsweise größer ist als der Drehmomentwert, der einer Last von B50 % entspricht. Dieser Wert ist in 2 mit M_A bezeichnet. Wenn ein Blockieren der Bremse festgestellt wird, wird die Hebe- oder Absenkbewegung angehalten, indem die Stromversorgung von dem Hebermotor 2 getrennt wird. Die Grenzwerte M_Y und M_A sind jedoch nicht auf die oben erwähnten Werte beschränkt, sondern können variieren. 2 veranschaulicht lediglich einen Weg einer Auswahl einer Abhängigkeit zwischen der Last des Hebezeugs 1 und dem Drehmoment des Hebermotors 2. Die Abhängigkeit zwischen der Last des Hebezeugs 1 und dem Drehmoment des Hebermotors 2 kann auf unterschiedlichen Wegen beschrieben werden, ohne von der grundlegenden Idee der Erfindung abzuweichen. Abhängig von dem ausgewählten Verfahren der Beschreibung wird untersucht, ob die Abhängigkeit den Grenzwert nach oben überschreitet oder darunter liegt. Außerdem ist es möglich, auf dieselbe Weise anstelle des Drehmoments des Hebermotors 2 die Leistung des Hebermotors 2 einzusetzen.
Das Drehmoment oder die Leistung des Hebermotors 2, das bzw. die die Last des Hebezeugs 1 kennzeichnet, wird anhand der Stromstärke I und der Versorgungsspannung U des Hebermotors 2 bestimmt. Aus diesem Grund sind die Phasenleiter L1, L2 und L3 mit einer Messeinrichtung 21 versehen, die Mittel enthält, um den Strom I und die Versorgungsspannung U in einer an sich bekannten Weise zu erfassen. Die gemessene Daten für den Strom und die Versorgungsspannung können an eine Bremssteuervorrichtung 22 ausgegeben werden, die eine Freigabe der Bremse über gesonderte Leitungen, oder wie in 1 gezeigt, über ein gemeinsames Kabel 23 überwacht. Die Bremssteuervorrichtung 22 enthält Mittel zur Bestimmung des Drehmoments oder der Leistung, das bzw. die die Last des Hebezeugs 1 kennzeichnet, und Mittel, die dazu dienen, das Drehmoment oder die Leistung in der oben erläuterten Weise mit den Grenzwerten M_Y und M_A zu vergleichen, die für die Hebebewegung und die Absenkbewegung eingestellt und in dem Speicher der Bremssteuervorrichtung 22 gespeichert sind. Die Bremssteuervorrichtung 22 umfasst ferner Mittel zum Abtrennen der Versorgungsspannung von dem Hebermotor 2, um diesen anzuhalten, wenn der für die Hebebewegung eingestellte Grenzwert oder der für die Senkbewegung eingestellte Grenzwert überschritten wird. Dies kann beispielsweise mittels eines Relaisschalters durchgeführt werden, der sich öffnet und auf diese Weise verhindert, dass an den Steuerungselementen des Hebermotors 2 eine Steuerspannung anliegt. Die Bremssteuervorrichtung 22 kann beispielsweise eine mit einem Mikroprozessor versehene Einrichtung sein, wobei sich das Verfahren der Erfindung in diesem Falle einfach und wirtschaftlich durchführen lässt. Die Bremssteuervorrichtung 22 kann auch in Verbindung mit den Phasenleitern L1, L2 und L3 angeordnet sein. In diesem Fall kann sie Mittel zum Messen der Versorgungsspannung U aufweisen, und die Messeinrichtung 21 weist dementsprechend Mittel zum Messen des Stroms I auf. Der Widerstand R der Statorwicklung 10 des Hebermotors 2 kann ebenfalls zur Bestimmung des Drehmoments oder der Leistung des Hebermotors 2 herangezogen werden. Zu diesem Zweck ist die Statorwicklung 10 mit einem Messelement 24 versehen, das dazu dient, den Widerstand R der Statorwicklung 10 zu erfassen, dessen Wert über eine Leitung 25 an die Bremssteuervorrichtung 22 ausgegeben wird. In einer Abwandlung misst das Messelement 24 die Temperatur T der Statorwicklung 10, anhand der der Widerstand R der Statorwicklung 10 in einer an sich dem Fachmann bekannten Weise, beispielsweise gemäße dem Standard IEC34-1(-94), berechnet werden kann. Wenn eine geringere Genauigkeit ausreichend ist, kann der Widerstand R auch als konstant angenommen werden.
Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht ein Steuern/Regeln der Freigabe der Bremse, ohne die Bremse mit gesonderten Sensoren oder Schaltern auszustatten, deren Anschaffung und Einbau die Kosten beträchtlich erhöhen und deren Betrieb aufgrund der Kürze des Hubs der Scheibenbremse sehr unzuverlässig ist. Die Lösung verbessert außerdem den thermischen Schutz des Motors im Falle einer möglicherweise durch Fehlbedienung oder Fehlfunktion des Hebezeugs hervorgerufenen Überbelastung bzw. eines Blockierens des Rotors.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die die Last des Hebezeugs 1 kennzeichnende Variable das Luftspaltdrehmoment M_δ Hebermotors 2, das sich beispielsweise anhand folgender Formel berechnen lässt: Mδ = K1|I × Ψ m|mit K₁ gleich einer für den Motor spezifischen von der Anzahl der Polpaare abhängigen Konstanten, I gleich der Stromstärke des Hebermotors 2, und Ψ_m gleich dem magnetischen Fluss des Hebermotors 2. Im Falle eines Hebermotors mit einer Leistung von weniger als 4 kW kann der Wert der für den Motor spezifischen Konstanten K₁ gewöhnlich im Bereich von K₁ = 1–6 variieren. Das Luftspaltdrehmoment M_δ wird anhand der Formel (1) bestimmt, indem nach der Anlaufperiode des Hebermotors 2 die Werte der Stromstärke I, der Versorgungsspannung U und des Widerstands R der Statorwicklung des Hebermotors 2 gemessen werden, die zur Bestimmung der Magnetisierungsspannung des Hebermotors 2 verwendet werden: U_m = U – RI. Die Magnetisierungsspannung U_m erzeugt einen magnetischen Fluss Ψ_m des Hebermotors 2, der durch Integrieren der Magnetisierungsspannung U_m über die Zeit berechnet werden kann. Das Luftspaltdrehmoment M_δ des Hebermotors 2 kann ebenfalls beispielsweise auf der Grundlage der Luftspaltleistung P_δ und der technischen Daten des Hebermotors 2 ermittelt werden. Allerdings ist ein Verwenden des magnetischen Flusses Ψ_m, für die Berechnung des Luftspaltdrehmoments M_δ von Vorteil, da die für einen Hebebetrieb typischen Effekte wechselnder Betriebsbedingungen, z.B. Versorgungsspannung, Temperatur, Last, Betrieb als Motor bzw. Generator, deutlich an Änderungen des magnetischen Flusses Ψ_m des Hebermotors 2 abgelesen werden können. Aufgrund des möglichen Auftretens einer Asymmetrie in dem Stromnetz werden die Spannungen jeder der drei Phasen und die Ströme von mindestens zwei Phasen gemessen. Es kann auch die Luftspaltleistung P_δ des Hebermotors 2 als Variable verwendet werden, die die Last des Hebezeugs 1 kennzeichnet. Das Patent DE 19 617 105 beschreibt eine Lösung zum Erfassen der Hebezeuglast, wobei die Luftspaltleistung P_δ des Hebermotors 2, die anhand des Stroms I, der Versorgungsspannung U und des Widerstands R der Statorwicklung 10 des Hebermotors 2 bestimmt wird, dazu eingerichtet ist, die Last des Hebezeugs 1 zu kennzeichnen. Die durch den Hebermotor 2 dem Stromnetz entnommene elektrische Leistung kann ebenfalls als die die Last des Hebezeugs 1 kennzeichnende Variable verwendet werden.
Die Zeichnungen und die zugehörige Beschreibung dienen lediglich einer Veranschaulichung des erfinderischen Konzepts. Die Einzelheiten der Erfindung können variieren, ohne von dem Schutzbereich der Ansprüche abzuweichen. Folglich kann das in 1 gezeigte Erscheinungsbild des Hebezeugs 1 auf unterschiedliche Weise variieren, und dieses kann stationär sein oder sich mittels einer Katze längs einer Führung bewegen lassen. Außerdem kann das Lastaufnahmemittel 5 anstelle eines Textilseils ein Drahtseil, eine Kette, ein Riemen oder ein sonstiges ähnliches Lastaufnahmemittel sein. Anstatt auf der Seiltrommel 4 kann das Lastaufnahmemittel 5 auf einer Scheibe, in einer Tasche, einer Kettentasche oder dergleichen gespeichert sein. Die Anzahl der Phasenleiter des Hebermotors 2 kann ebenfalls in Abhängigkeit von der Anwendung variieren. Unabhängig davon, ob das Drehmoment oder die Leistung des Hebermotors 2 als die die Last des Hebezeugs 1 kennzeichnende Variable verwendet wird, lässt sich die Genauigkeit des Verfahrens verbessern, indem Eisenverluste und/oder zusätzliche Lastverluste des Hebermotors 2 berücksichtigt werden. Es ist ebenfalls selbstverständlich, dass die Bremssteuervorrichtung 22 und die Lastmesseinrichtung, falls das Hebezeug 1 eine Lastmesseinrichtung zur Bestimmung der Last des Hebezeugs 1 aufweist, in einer gemeinsamen Einrichtung integriert werden können. Außerdem ist es offensichtlich, dass die Konstruktion der Bremse modifiziert werden kann, ohne die Lösung der Erfindung zu beeinträchtigen, d.h. es kann beispielsweise anstelle der Scheibenbremse eine Backenbremse verwendet werden.

Claims

Verfahren zur Regelung/Steuerung der Freigabe einer Hebermotorbremse in einem Hebezeug (1), bei dem Elektrizität als die antreibende Kraft verwendet wird, und ein Käfigläufermotor als der Hebermotor (2) zum Heben oder Senken einer Last (7) an einem Lastaufnahmemittel (5) der Hebezeug (1) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Anlaufperiode des Hebermotors (2) der Strom (I) und die Versorgungsspannung (U) des Hebermotors (2) gemessen werden, und eine die Last des Hebezeugs (1) kennzeichnende Variable anhand des Stroms (I) und der Versorgungsspannung (U) ermittelt und mit einem vorbestimmten Grenzwert verglichen wird, und dass das Heben oder Senken der Last (7) unterbrochen wird, falls die die Last der Hebezeug (1) kennzeichnende Variable den Grenzwert (M) überschreitet, der für die Hebebewegung eingestellt ist, wenn die Last (7) gehoben wird, oder falls sie den Grenzwert (M_A) überschreitet, der für die Absenkbewegung eingestellt ist, wenn die Last (7) gesenkt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grenzwert (M_Y) für die Hebebewegung, wenn die Last (7) gehoben wird, ein Wert ist, der einer Last von etwa 150 % entspricht, und der Grenzwert (M_A) für die Absenkbewegung, wenn die Last (7) gesenkt wird, ein Wert ist, der einer Last von etwa –50 % entspricht.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzwerte (M_Y, M_A) für die Hebe- und die Absenkbewegung durch ein Heben und Senken mit Nulllast und mit Nennlast der Hebezeug (1) ermittelt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzwerte (M_Y, M_A) für jede Geschwindigkeit des Hebezeugs (1) sowohl in der Richtung der Hebebewegung als auch in Richtung der Absenkbewegung getrennt ermittelt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstand (R) der Statorwicklung (10) des Hebermotors (2) ermittelt wird, und dass die die Last des Hebezeugs (1) kennzeichnende Variable anhand des Stroms (I), der Versorgungsspannung (U) und des Widerstand (R) der Statorwicklung (10) des Hebermotors ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstand (R) der Statorwicklung (10) durch Messen des Widerstands (R) der Statorwicklung (10) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur (7) der Statorwicklung (10) gemessen wird, und dass der Widerstand (R) der Statorwicklung (10) anhand der Temperatur (7) der Statorwicklung (10) berechnet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die die Last der Hebezeug (1) kennzeichnende Variable das Luftspaltdrehmoment (M_δ) des Hebermotors (2) ist.
Einrichtung zur Regelung/Steuerung der Freigabe einer Hebermotorbremse in einem Hebezeug (1), bei dem Elektrizität als die antreibende Kraft verwendet wird, und ein Käfigläufermotor als der Hebermotor (2) zum Heben oder Senken einer Last (7) an einem Lastaufnahmemittel (5) des Hebezeugs (1) angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung Mittel zum Erfassen des Stroms (I) und der Versorgungsspannung (U) des Hebermotors (2) und eine Bremssteuervorrichtung (22) enthält, die Mittel aufweist, die dazu dienen, eine die Last des Hebermotors (2) kennzeichnende Variable anhand des Stroms (I) und der Versorgungsspannung (U) des Hebermotors (2) zu bestimmen, und dass die Bremssteuervorrichtung (22) ferner Mittel zum Vergleichen der die Last kennzeichnenden Variablen mit einem vorgegebenen Grenzwert und Mittel enthält, um das Heben oder Senken der Last (7) zu unterbrechen, falls die die Last der Hebezeug (1) kennzeichnende Variable den Grenzwert (M) überschreitet, der für die Hebebewegung eingestellt ist, wenn die Last (7) gehoben wird, oder falls sie den Grenzwert (M_A) überschreitet, der für die Absenkbewegung eingestellt ist, wenn die Last (7) gesenkt wird.
Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Grenzwert (M_Y) für die Hebebewegung, wenn die Last (7) gehoben wird, eingestellt wird, um einem Wert zu entsprechen, der einer Last von etwa 150 % entspricht, und der Grenzwert (M_A) für die Absenkbewegung, wenn die Last (7) gesenkt wird, eingestellt wird, um einem Wert zu entsprechen, der einer Last von etwa –50 % entspricht.
Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Grenzwerte (M_Y, M_A) der Hebe- und der Absenkbewegung durch ein Heben und ein Senken mit Nulllast und mit Nennlast des Hebezeugs (1) ermitteln lassen.
Einrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Grenzwerte (M_Y, M_A) für jede Geschwindigkeit des Hebezeugs (1) sowohl in der Richtung der Hebebewegung als auch in Richtung der Absenkbewegung getrennt ermitteln lassen.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung ein Messelement (24) enthält, um eine den Widerstand (R) der Statorwicklung (10) des Hebermotors (2) kennzeichnende Variable zu erfassen, und dass die Bremssteuervorrichtung (22) Mittel aufweist, um die die Last des Hebezeugs (1) kennzeichnende Variable anhand des Stroms (I), der Versorgungsspannung (U) und einer den Widerstand (R) der Statorwicklung (10) des Hebermotors kennzeichnenden Variablen zu ermitteln.
Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Messelement (24) dazu eingerichtet ist, den Widerstand (R) der Statorwicklung (10) zu messen.
Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Messelement (24) dazu eingerichtet ist, die Temperatur (T) der Statorwicklung (10) zu messen.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die die Last der Hebezeug (1) kennzeichnende Variable das Luftspaltdrehmoment (M_δ) des Hebermotors (2) ist.