EP0035987A2 - Drive arrangement for hoisting units - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66D—CAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
- B66D1/00—Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans
- B66D1/28—Other constructional details
- B66D1/40—Control devices
Definitions
- the invention relates to a drive arrangement for hoists, with a hydraulic fluid transmission between the electric drive motor and mechanical output device, such as a cable drum including transmission and brake, which hydraulic fluid transmission has a variable displacement pump for driving control.
- Hydraulic gearboxes are particularly suitable for hoist drives because, apart from their simple overload protection, their high impact resistance, their low wear and their ability to transmit large forces with relatively small dimensions and weights, they above all allow simple, infinitely variable speed control and adaptable adaptations. and bring about leakage processes. Since the drive control is also carried out via the variable pump, i.e. by changing the pump delivery, there is real power control so that the excess energy does not need to be converted into heat in part-load operation and the electric motor only has to deliver the power corresponding to the lifting speed and the load. however, its rated power must be adjusted to the full load and the maximum lifting speed at this full load.
- This nominal power of the electric motor has also determined the delivery capacity of the variable displacement pump of the hydraulic fluid transmission, which is true Lifting the full load with the desired lifting speed is permitted, but it does not make it possible to increase the lifting speed significantly during part-load operation, although an increased working speed is often required at part-load.
- the invention is therefore based on the object to provide a drive arrangement for hoists of the type described, which / without having to worry about overloading the drive motor or the hydraulic fluid transmission, ensures the desired increase in the lifting speed in part-load operation and, moreover, by a variety of Operating conditions adaptable control distinguishes.
- variable pump is designed for a drive power that corresponds to a multiple, for example three times the nominal power of the electric motor, and that the pump adjustment via an electronic controller depending on the current consumption of the electric motor and / or the pressure or the temperature conditions in the hydraulic fluid transmission can be controlled according to a specific, selectable program. Due to the delivery capacity of the variable displacement pump being three times greater than that of the drive motor, for example, a third load or a smaller load can be lifted about three times faster than the full load.
- the pump can therefore pump three times the amount of fluid at the same output, which also increases the Lifting speed corresponds approximately to three times.
- the ratio of the performance of the drive motor and variable pump thus determines the increase possibility of lifting speed of a partial load compared to full load.
- an electronic controller is provided that adjusts the lifting speed to the respective load, increases the lifting speed as desired or keeps it constant at the selected height regardless of the load, taking into account the different conditions when lifting and lowering, the overload of the electric motor or the hydraulic fluid transmission by suitable adjustment of the pump prevents u.
- various programs are entered into the controller, according to which the controller then works, these programs being easily accessible via a master switch or a control bulb or the like.
- a two-stage switch is sufficient, which increases the speed at level 2, keeps the speed constant at level 1 and swivels the pump back at level 0 and switches it off, which functions by the selected program controlled automatically by the controller.
- the variable displacement pump is swiveled back to brake the load, reducing the delivery rate.
- the swing back time and thus the braking deceleration can also be set via the selected program.
- the controller also allows a wide variety of sizes to be taken into account when adjusting the pump, so that a complete function check can be achieved simultaneously with the control.
- the hydraulic fluid transmission together with the control-controlled variable displacement pump gives, as a further advantage, the possibility of being able to use a squirrel-cage rotor as a drive motor for the variable displacement pump, for which a certain power is then required to avoid high starting a star-delta start-up will be selected.
- a hydraulic suction device is assigned to compensate for the leakage that occurs when it is used as a standstill brake. Since the hydraulic motor rotates slowly due to the unavoidable leakage under load despite switching off the hydraulic fluid transmission and loses its braking effect after emptying, care must be taken to ensure that the leakage is constantly replaced, including a simple suction line with a non-return valve, the hydraulic fluid from a reservoir can refill in the transmission circuit, is sufficient.
- a hydraulic fluid transmission 1 with a variable displacement pump 2 and a hydraulic motor 3 is interposed between an electric drive motor 4 and a mechanical output device consisting of brake 5, transmission 6 and cable drum 7.
- a controller 8 controls the adjustment of the pump 2 as a function of the current consumption of the motor 4 and the pressure conditions in the hydraulic fluid transmission 1 indicated by a pressure switch 9, the respective control program of the controller 8 being selectable by a master switch or a control bulb 10.
- the delivery capacity of the variable pump 2 is, for example, three times greater than the nominal output of the drive motor 4.
- part-load can also be lifted up to three times faster than full-load, since at Lower delivery pressure in the hydraulic fluid transmission 1, which occurs when the partial load is lifted, while the output remains the same, an increased delivery flow can be achieved, which causes a correspondingly increased speed of the cable drum 7 via the hydraulic motor 3.
- the controller 8 is used, which can also be used to enter various programs for controlling the drive, so that the hoist functions as desired and is simply operated by a simple switch on Master switch or, on the control bulb 10, the control program needs to be selected.
- the hydraulic motor 3 In normal operation, all functions of the hoist are carried out via the variable pump 2. This applies both to lifting and lowering the load 11, for braking the load and for holding the load still.
- the hydraulic motor 3 In order to be able to achieve this standstill of the load with the hydraulic fluid transmission 1 alone, the hydraulic motor 3 must act as a standstill brake, for which purpose a suction device 12 is assigned, which sucks in hydraulic fluid from a reservoir 13 via a check valve 14 and thereby the unavoidable leakage of the hydraulic motor balances when using the brakes.
- the brake 5 is used in an emergency, but this only has to be present as a safety brake.
- the overload protection for the drive motor 4 on the one hand and the hydraulic fluid transmission on the other hand is provided by the variable displacement pump 2, the adjustment of which is regulated by the controller 8 depending on adjustable limit values for the current consumption by the motor 4 or the pressure or temperature conditions in the hydraulic fluid transmission 1 , where in the event of an overload Safety program of the controller 8 causes a swiveling back of the adjustment motor 2 in comparison with normal operation.
Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsanordnung für Hubwerke, mit einem Druckflüssigkeitsgetriebe zwischen elektrischem Antriebsmotor und mechanischer Abtriebseinrichtung, wie Seiltrommel samt Getriebe und Bremse, welches Druckflüssigkeitsgetriebe zur Antriebssteuerung eine Verstellpumpe aufweist.The invention relates to a drive arrangement for hoists, with a hydraulic fluid transmission between the electric drive motor and mechanical output device, such as a cable drum including transmission and brake, which hydraulic fluid transmission has a variable displacement pump for driving control.
Druckflüssigkeitsgetriebe sind für Hubwerksantriebe besonders geeignet, da sie, abgesehen von ihrem einfachen Überlastungsschutz, ihrer hohen Stoßbelastbarkeit, ihrem geringen Verschleiß und ihrer Möglichkeit, große Kräfte bei verhältnismäßig kleinen Abmessungen und Gewichten übertragen zu können, vor allem eine einfache stufenlose Drehzahlregelung erlauben und anpassungsfähige An- und Auslaufvorgänge mit sich bringen. Da die Antriebssteuerung außerdem über die Verstellpumpe, also durch Veränderung der Pumpenförderung erfolgt, ergibt sich eine echte Leistungsregelung, so daß die überschüssige Energie im Teillastbetrieb nicht in Wärme umgesetzt zu werden braucht und der Elektromotor nur die der Hubgeschwindigkeit und der Last entsprechende Leistung abgeben muß, wobei seine Nennleistung allerdings der Vollast und der maximalen Hubgeschwindigkeit bei dieser Vollast anzupassen ist. DieseNennleistung des Elektromotors bestimmt bisher auch die Förderleistung der Verstellpumpe des Druckflüssigkeitsgetriebes, was zwar das Heben der Vollast mit gewünschter Hubgeschwindigkeit erlaubt, es aber nicht ermöglicht, die Hubgeschwindigkeit bei Teillastbetrieb wesentlich zu erhöhen, obwohl gerade eine erhöhte Arbeitsgeschwindigkeit bei Teillast oft gefordert wird.Hydraulic gearboxes are particularly suitable for hoist drives because, apart from their simple overload protection, their high impact resistance, their low wear and their ability to transmit large forces with relatively small dimensions and weights, they above all allow simple, infinitely variable speed control and adaptable adaptations. and bring about leakage processes. Since the drive control is also carried out via the variable pump, i.e. by changing the pump delivery, there is real power control so that the excess energy does not need to be converted into heat in part-load operation and the electric motor only has to deliver the power corresponding to the lifting speed and the load. however, its rated power must be adjusted to the full load and the maximum lifting speed at this full load. This nominal power of the electric motor has also determined the delivery capacity of the variable displacement pump of the hydraulic fluid transmission, which is true Lifting the full load with the desired lifting speed is permitted, but it does not make it possible to increase the lifting speed significantly during part-load operation, although an increased working speed is often required at part-load.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsanordnung für Hubwerke der eingangs geschilderten Art zu schaffen, die/ohne eine Überlastung des Antriebsmotors oder des Druckflüssigkeitsgetriebes befürchten zu müssen, die gewünschte Erhöhung der Hubgeschwindigkeit im Teillastbetrieb gewährleistet und sich darüber hinaus noch durch eine an verschiedenste Betriebsbedingungen anpaßbare Steuerung auszeichnet.The invention is therefore based on the object to provide a drive arrangement for hoists of the type described, which / without having to worry about overloading the drive motor or the hydraulic fluid transmission, ensures the desired increase in the lifting speed in part-load operation and, moreover, by a variety of Operating conditions adaptable control distinguishes.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß die Verstellpumpe für eine Antriebsleistung ausgelegt ist, die einem Mehrfachen, beispielsweise dem Dreifachen der Nennleistung des Elektromotors entspricht, und daß die Pumpenverstellung über einen elektronischen Regler in Abhängigkeit von der Stromaufnahme des Elektromotors und/oder den Druck- bzw. den Temperaturverhältnissen im Druckflüssigkeitsgetriebe nach einem bestimmten, wählbaren Programm steuerbar ist. Durch die gegenüber der Leistung des Antriebsmotors beispielsweise um das Dreifache vergrößerte Förderleistung der Verstellpumpe kann eine Drittellast oder eine kleinere Last etwa dreimal schneller als die Vollast gehoben werden. Da die Drittellast beim Heben im Druckflüssigkeitsgetriebe auch nur einen Druck in der Größe eines Drittels von dem bei Vollast hervorruft und die Pumpenleistung dem Produkt aus Druck und Fördervolumen proportional ist, kann die Pumpe daher bei gleicher Leistung die dreifache Flüssigkeitsmenge fördern, was auch einer Erhöhung der Hubgeschwindigkeit etwa um das Dreifache entspricht. Das Verhältnis der Leistungen von Antriebsmotor und Verstellpumpe bestimmt somit die Steigerungsmöglichkeit der Hubgeschwindigkeit einer Teillast gegenüber Vollast. Um dabei die Verstellung der Pumpe im gewünschten Sinne steuern zu können, ist ein elektronischer Regler vorgesehen, der die Hubgeschwindigkeit der jeweiligen Last anpaßt, die Hubgeschwindigkeit wunschgemäß steigert oder sie lastunabhängig in der gewählten Höhe konstant hält, die unterschiedlichen Verhältnisse beim Heben und Senken berücksichtigt, die Überlastung des Elektromotors oder des Druckflüssigkeitsgetriebes durch geeignete Verstellung der Pumpe verhindert u. dgl. Dazu sind dem Regler verschiedene Programme eingegeben, nach denen der Regler dann arbeitet, wobei diese Programme in einfacher Weise über einen Meisterschalter oder über eine Steuerbirne od. dgl. abrufbar sind. Zur Befehlsgabe, d.h. zur Programmwahl, genügt beispielsweise bereits ein zweistufiger Schalter, der auf Stufe 2 eine Erhöhung der Geschwindigkeit, auf Stufe 1 ein Konstanthalten der Geschwindigkeit und auf Stufe 0 ein Zurückschwenken der Pumpe und deren Ausschalten bewirkt, welche Funktionen durch das jeweils gewählte Programm vom Regler automatisch gesteuert werden. Zur Bremsung der Last wird die Verstellpumpe zurückgeschwenkt, wodurch eine Verminderung der Förderleistung erfolgt. Die Rückschwenkzeit und damit die Bremsverzögerung ist dabei ebenfalls über das gewählte Programm einstellbar. Darüber hinaus erlaubt der Regler auch die Berücksichtigung verschiedenster Größen bei der Pumpenverstellung, so daß sich gleichzeitig mit der Steuerung eine vollständige Funktionskontrolle erreichen läßt. Das Druckflüssigkeitsgetriebe zusammen mit der reglagesteuerten Verstellpumpe ergibt als weiteren Vorteil die Möglichkeit, einen Kurzschlußläufer als Antriebsmotor für die Verstellpumpe verwenden zu können, für den dann ab einer gewissen Leistung zur Vermeidung hoher Anlaufströme ein Stern-Dreieck-Anlauf gewählt werden wird.The invention solves this problem in that the variable pump is designed for a drive power that corresponds to a multiple, for example three times the nominal power of the electric motor, and that the pump adjustment via an electronic controller depending on the current consumption of the electric motor and / or the pressure or the temperature conditions in the hydraulic fluid transmission can be controlled according to a specific, selectable program. Due to the delivery capacity of the variable displacement pump being three times greater than that of the drive motor, for example, a third load or a smaller load can be lifted about three times faster than the full load. Since the third load when lifting in the hydraulic fluid transmission creates only a pressure the size of a third of that at full load and the pump output is proportional to the product of pressure and delivery volume, the pump can therefore pump three times the amount of fluid at the same output, which also increases the Lifting speed corresponds approximately to three times. The ratio of the performance of the drive motor and variable pump thus determines the increase possibility of lifting speed of a partial load compared to full load. In order to be able to control the adjustment of the pump as desired, an electronic controller is provided that adjusts the lifting speed to the respective load, increases the lifting speed as desired or keeps it constant at the selected height regardless of the load, taking into account the different conditions when lifting and lowering, the overload of the electric motor or the hydraulic fluid transmission by suitable adjustment of the pump prevents u. For this purpose, various programs are entered into the controller, according to which the controller then works, these programs being easily accessible via a master switch or a control bulb or the like. To issue commands, i.e. to select a program, a two-stage switch is sufficient, which increases the speed at level 2, keeps the speed constant at level 1 and swivels the pump back at level 0 and switches it off, which functions by the selected program controlled automatically by the controller. The variable displacement pump is swiveled back to brake the load, reducing the delivery rate. The swing back time and thus the braking deceleration can also be set via the selected program. In addition, the controller also allows a wide variety of sizes to be taken into account when adjusting the pump, so that a complete function check can be achieved simultaneously with the control. The hydraulic fluid transmission together with the control-controlled variable displacement pump gives, as a further advantage, the possibility of being able to use a squirrel-cage rotor as a drive motor for the variable displacement pump, for which a certain power is then required to avoid high starting a star-delta start-up will be selected.
Um den Hydromotor des Druckflüssigkeitsgetriebes auch als Stillstandsbremse für das Hubwerk verwenden und die vor allem als Sicherheitsbremse dienende mechanische Bremse weitgehend entlasten zu können, ist in einer Weiterbildung der Erfindung dem Hydromotor zum Ausgleich der bei seinem Einsatz als Stillstandsbremse auftretenden Leckage eine Nachsaugeinrichtung zugeordnet. Da der Hydromotor durch die nicht zu vermeidende Leckage bei Belastung trotz Abschaltung des Druckflüssigkeitsgetriebes langsam dreht und nach Entleerung seine Bremswirkung überhaupt verliert, muß dafür gesorgt sein, daß die Leckage laufend ersetzt wird, wozu eine einfache Saugleitung mit einem Rückschlagventil, die Druckflüssigkeit aus einem Vorratsbehälter in den Getriebekreislauf nachfüllen kann, vollkommen ausreicht.In order to be able to use the hydraulic motor of the hydraulic fluid transmission as a standstill brake for the hoist and to largely relieve the mechanical brake, which serves above all as a safety brake, in a further development of the invention a hydraulic suction device is assigned to compensate for the leakage that occurs when it is used as a standstill brake. Since the hydraulic motor rotates slowly due to the unavoidable leakage under load despite switching off the hydraulic fluid transmission and loses its braking effect after emptying, care must be taken to ensure that the leakage is constantly replaced, including a simple suction line with a non-return valve, the hydraulic fluid from a reservoir can refill in the transmission circuit, is sufficient.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung für Hubwerke in einem einfachen Schaltschema dargestellt.In the drawing, an embodiment of a drive arrangement according to the invention for hoists is shown in a simple circuit diagram.
Ein Druckflüssigkeitsgetriebe 1 mit einer Verstellpumpe 2 und einem Hydromotor 3 ist einem elektrischen Antriebsmotor 4 und einer aus Bremse 5, Getriebe 6 und Seiltrommel 7 bestehenden mechanischen Abtriebseinrichtung zwischengeordnet. Ein Regler 8 steuert dabei die Verstellung der Pumpe 2 in Abhängigkeit von der Stromaufnahme des Motors 4 und den durch einen Druckwächter 9 angezeigten Druckverhältnissen im Druckflüssigkeitsgetriebe 1, wobei das jeweilige Steuerprogramm des Reglers 8 durch einen Meisterschalter oder eine Steuerbirne 10 wählbar ist. Um für den Teillastbetrieb eine gegenüber dem Vollastbetrieb größere Hubgeschwindigkeit zu erreichen, ist die Förderleistung der Verstellpumpe 2 beispielsweise dreimal größer als die Nennleistung des Antriebsmotors 4. Dadurch kann Teillast auch bis zu dreimal schneller als Vollast gehoben werden, da bei geringerem Förderdruck im Druckflüssigkeitsgetriebe 1, der sich beim Heben der Teillast einstellt, bei gleichbleibender Leistung ein erhöhter Förderstrom erreichbar ist, der über den Hydromotor 3 eine entsprechend vergrößerte Drehzahl der Seiltrommel 7 verursacht. Zur Überwachung der Verstellbewegung der Pumpe 2 und der Abgleichung der Pumpenleistung gegenüber der Antriebsleistung dient der Regler 8, dem darüber hinaus noch zusätzlich verschiedene Programme für die Steuerung des Antriebes eingegeben werden können, so daß das Hubwerk wunschgemäß funktioniert und dazu lediglich über eine einfache Schalterbetätigung am Meisterschalter bzw, an der Steuerbirne 10 das Steuerprogramm gewählt zu werden braucht.A hydraulic fluid transmission 1 with a variable displacement pump 2 and a
Im Normalbetrieb werden alle Funktionen des Hubwerkes über die Verstellpumpe 2 durchgeführt. Dies gilt sowohl für das Heben als auch für das Senken der Last 11, für die Bremsung der Last wie für das Stillhalten der Last. Um dieses Stillhalten der Last mit dem Druckflüssigkeitsgetriebe 1 allein erreichen zu können, muß der Hydromotor 3 als Stillstandsbremse wirken, wozu ihm eine Nachsaugeinrichtung 12 zugeordnet ist, die aus einem Vorratsbehälter 13 Druckflüssigkeit über ein Rückschlagventil 14 ansaugt und dadurch die nicht zu vermeidende Leckage des Hydromotors bei seinem Bremseinsatz ausgleicht. Selbstverständlich wird im Notfall die Bremse 5 eingesetzt, die hier aber nur als Sicherheitsbremse vorhanden sein muß. Auch der Überlastschutz für den Antriebsmotor 4 einerseits und das Druckflüssigkeitsgetriebe anderseits ist durch die Verstellpumpe 2 gegeben, deren Verstellung durch den Regler 8 eben in Abhängigkeit von einstellbaren Grenzwerten bei der Stromaufnahme durch den Motor 4 oder bei den Druck-oder Temperaturverhältnissen lm Druckflüssigkeitsgetriebe 1 geregelt wird, wobei im Uberlastfall das Sicherheitsprogramm des Reglers 8 ein gegenüber dem Normalbetrieb besonders rasches Zurückschwenken des Verstellmotors 2 verursacht.In normal operation, all functions of the hoist are carried out via the variable pump 2. This applies both to lifting and lowering the
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