EP0691301B1 - Slewing gear for a crane - Google Patents

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EP0691301B1
EP0691301B1 EP95107992A EP95107992A EP0691301B1 EP 0691301 B1 EP0691301 B1 EP 0691301B1 EP 95107992 A EP95107992 A EP 95107992A EP 95107992 A EP95107992 A EP 95107992A EP 0691301 B1 EP0691301 B1 EP 0691301B1
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torque
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crane
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EP95107992A
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Hartmut Dipl.-Ing. Ketteler
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Liebherr Werk Biberach GmbH
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Liebherr Werk Biberach GmbH
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66CCRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00Other constructional features or details
    • B66C13/04Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack
    • B66C13/06Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack for minimising or preventing longitudinal or transverse swinging of loads
    • B66C13/063Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack for minimising or preventing longitudinal or transverse swinging of loads electrical
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B66C13/00Other constructional features or details
    • B66C13/18Control systems or devices
    • B66C13/22Control systems or devices for electric drives
    • B66C13/30Circuits for braking, traversing, or slewing motors

Abstract

The rotating parts of the crane are driven by gearing from an electric motor controlled by an actuator in response to measurements of its rotational speed and torque. When the load suspended from the jib is swinging forwards during run-up of the motor and rotation of the jib, the driving torque is reduced as the speed increases. When the load is swinging backwards the torque is maintained at a substantially constant value. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung des Antriebs eines Drehwerkes für einen Kran, vorzugsweise einen unten oder oben drehenden Turmdrehkran.The invention relates to a method for controlling the drive of a slewing gear for a crane, preferably a tower crane rotating below or above.

Bekannte Drehwerke besitzen zwischen dem Elektromotor und dem Getriebe eine Flüssigkeitskupplung, wobei eine das Antriebsritzel haltende und abbremsende Bremse erst geöffnet wird, wenn der Motor über die Flüssigkeitskupplung ein so großes Drehmoment aufgebaut hat, daß beispielsweise bei auf den Kranausleger wirkenden Windlasten ein Rückdrehen des Auslegers verhindert wird. Bei diesem bekannten Drehwerk erfolgt also das Anfahren grundsätzlich mit einem hohen Drehmoment, das entsprechend der dadurch bedingten Beschleunigung ein relativ weites Pendeln der Last anregt. Bei dem bekannten Drehwerk erfolgt die Steuerung des Motorantriebs über das Motormoment, so daß der Motor ein bremsendes Gegenmoment erzeugt, wenn aufgrund des Vorpendelns der Last diese auf den Ausleger ein ziehendes Moment ausübt. Durch eine derartige Motorsteuerung kann aber das unerwünschte Pendeln der Last nicht unterdrückt werden, so daß eine feinfühlige Steuerung der Drehgeschwindigkeit während des Drehbetriebes und der Abbremsphase nicht möglich ist.Known rotating mechanisms have a between the electric motor and the gear Fluid coupling, one holding and braking the drive pinion The brake is only opened when the motor has such a fluid coupling has built up great torque, for example, on the crane boom acting wind loads prevents the boom from turning back. With this Known slewing gear is basically started with a high Torque, which is a relative according to the resulting acceleration stimulates wide swinging of the load. The control takes place in the known slewing gear of the motor drive via the motor torque, so that the motor has a braking counter torque generated when the load swings to the boom exerts a pulling moment. Such a motor control can but the unwanted swaying of the load cannot be suppressed, so that a sensitive control of the rotational speed during the turning operation and Deceleration phase is not possible.

Aus der FR 25 20 133 ist eine Antriebssteuerung für einen horizontalen Bewegungsmechanismus bekannt, bei dem elastische Störungen während des Antriebs auftreten. Hierzu ist ein Regelkreis mit vier Rückkupplungen vorgesehen, nämlich eine Schleife zur Regelung des Antriebsmoments, eine Schleife zur Regelung der absoluten Geschwindigkeit des sich bewegenden Teils, eine Schleife für die Differenzgeschwindigkeit zwischen der Geschwindigkeit des beweglichen Teils und der Geschwindigkeit des Antriebs sowie eine Schleife für die Geschwindigkeit des Antriebs. Die vier Schleifen ermöglichen in ihrem Zusammenwirken einen stoßfreien und schwingungsfreien Antrieb. Als besonderes Anwendungsgebiet wird die Richtungsverschwenkung des Auslegers eines oben drehenden Turmdrehkrans genannt.FR 25 20 133 is a drive control for a horizontal movement mechanism known in the case of elastic disturbances during the drive occur. For this purpose, a control loop with four feedback couplings is provided, namely a loop for regulating the drive torque, a loop for regulating the absolute speed of the moving part, a loop for the differential speed between the speed of the moving part and the Speed of the drive and a loop for the speed of the drive. The four loops in their interaction enable a bumpless and vibration-free drive. The directional shift is a special area of application of the boom of an overhead rotating tower crane.

Aus der DE 42 21 915 A1 ist ein unten drehender Turmkran mit einem Untergestell bekannt, der aus mehreren Turmabschnitten besteht. Der Ausleger ist um eine horizontale Schwenkachse schwenkbar gelagert und ist an einem Kletterkorb angebracht, der zur Montage des Turms fest mit der Drehbühne verbunden wird. Durch den Kletterkorb hindurch wird der Turm insgesamt oder in einzelnen Turmabschnitten von oben eingeführt und mit der Drehbühne verbunden. Anschließend wird der Kletterkorb samt Ausleger zum Turmkopf hochgefahren und dort verriegelt.DE 42 21 915 A1 describes a tower crane rotating below with a base frame known, which consists of several tower sections. The boom is horizontal Swivel axis is pivotally mounted and is attached to a climbing basket, which is firmly connected to the revolving platform for the assembly of the tower. By The tower is passed through the climbing cage as a whole or in individual tower sections inserted from above and connected to the revolving stage. Subsequently the climbing cage including the extension arm is raised to the tower head and locked there.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Regelung des Antriebs eines Drehwerkes der eingangs angegebenen Art zu schaffen, das eine feinfühlige und genaue Steuerung der Drehbewegung des Auslegers ermöglicht.The object of the invention is a method for controlling the drive of a slewing gear of the type specified at the beginning to create a sensitive and precise Control of the rotation of the boom allows.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Regelung des Antriebs des Drehwerks nach den Patentansprüchen 1 und 2 gelöst. According to the invention, this object is achieved by a method for regulating the drive of the slewing gear solved according to claims 1 and 2.

Der Antriebsmotor ist unmittelbar mit dem das Ritzel antreibenden Getriebe ohne Zwischenschaltung einer Flüssigkeitskupplung verbunden, so daß sich das Antriebsritzel durch entsprechende Regelung des Antriebsmotors feinfühlig in der Weise regeln läßt, daß die gewünschte Antriebscharakteristik erreicht wird.The drive motor is directly without the gear driving the pinion Interposition of a fluid coupling connected so that the drive pinion by appropriate control of the drive motor in the sensitive Controls way that the desired drive characteristic is achieved.

Durch Messung der Motordrehzahl und des Motormoments lassen sich die für die Regelung des Antriebsritzels erforderlichen Parameter erfassen. Das Drehwerk ist mit einer derartigen Antriebsregelung versehen, daß die unvermeidbare Pendelung der Last gedämpft wird. Dies wird während des Anfahr- und Drehbetriebes dadurch erreicht, daß bei vorpendelnder, also ziehender Last durch Absenkung des Motormoments bewußt eine sich erhöhende Motordrehzahl in Kauf genommen wird, die durch entsprechende Nachführung des Aufhängungspunktes des Seils an dem Ausleger die pendelnde Bewegung dämpft. Beim Rückpendeln der Last steigt dann zur Aufrechterhaltung der eingestellten Drehzahl das Motormoment sanft von unten wieder an, so daß zwar die Soll-Drehzahl im wesentlichen beibehalten wird, ohne daß dadurch aber das Pendeln der Bewegung wieder verstärkt wird. Bei dem erfindungsgemäßen Drehwerk wird also unter möglichster Beibehaltung der Soll-Drehzahl das Motormoment so geregelt, daß dieses im Sinne einer Dämpfung der Pendelbewegung wirkt.By measuring the engine speed and engine torque, the for the Control the drive pinion. The slewing gear is provided with such a drive control that the unavoidable commuting the load is dampened. This is during start-up and turning operation achieves that with a swinging, ie pulling load by lowering the engine torque consciously accepting an increasing engine speed that by appropriate Tracking the suspension point of the rope on the boom oscillating movement dampens. When the load swings back then increases the motor torque to maintain the set speed gently from below again, so that the target speed essentially is maintained without the pendulum the movement is strengthened again. In the inventive So the slewing gear is maintained while maintaining the target speed the engine torque regulated so that this in the sense of damping the pendulum movement works.

Während der Abbremsphase wird das Motormoment wiederum im Sinne einer Dämpfung und-Unterdrückung der Pendelbewegung geregelt. Dies geschieht dadurch, daß beim insbesondere während der Abbremsphase auftretenden Vorpendeln der Last der vorgegebene Drehzahl-Abfall beibehalten wird, so daß das Motormoment bremsend wirkt. Beim Rückpendeln der Last wird hingegen das Motormoment derart abgesenkt, daß das bremsende Moment der rückpendelnden Last ausgenutzt wird.During the braking phase, the engine torque is again in the sense a damping and suppression of the pendulum movement regulated. This is done in that especially during the braking phase occurring pre-oscillation of the load the specified speed drop is maintained so that the engine torque is braking works. When the load swings back, however, the engine torque so lowered that the braking moment of the backward swinging Load is exploited.

Da bei dem Drehwerk das Motormoment sowohl während der Anfahr- und Abbremsphase als auch während des Drehbetriebes in optimaler Weise der von der pendelnden Last auf den Ausleger übertragenen Kraft angepaßt wird, läßt sich eine optimale Dämpfung der Pendelbewegung erzielen.As with the slewing gear the engine torque both during the start-up and braking phase as well as during turning operation in an optimal way from the swinging load to the Boom transmitted power is adjusted, can be optimal Achieve damping of the pendulum movement.

Durch die erfindungsgemäße Drehzahlregelung des Antriebsmotors kann sanft gegen etwa vorhandene Windlasten angefahren werden, ohne daß zuvor ein ruckfreies Anfahren verhinderndes großes Drehmoment aufgebaut werden muß.By the speed control of the drive motor according to the invention can be approached gently against any wind loads, without large torque preventing a smooth start must be built.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Regelung des Antriebsmotors lassen sich stufenlos unterschiedliche Drehgeschwindigkeiten bei stoßfreier Beschleunigung und Verzögerung der Drehbewegung einstellen. Due to the control of the drive motor according to the invention infinitely different speeds Set smooth acceleration and deceleration of the rotary motion.

Die Erfindung läßt sich auch so definieren, daß eine Drehgeschwindigkeit als Sollwert vorgegeben wird, daß die aktuelle Drehgeschwindigkeit bestimmt wird, daß bei Überschreiten des Sollwertes bei zeitlich konstantem oder steigendem Sollwert und/oder bei Unterschreiten des Sollwertes bei zeitlich fallendem Sollwert das Motormoment auf Null reduziert wird und daß ansonsten die aktuelle Drehgeschwindigkeit auf den Sollwert geregelt wird.The invention can also be defined in such a way that a rotational speed the target value is that the current Rotational speed is determined that when the Setpoint with a constant or increasing setpoint over time and / or if the value falls below the target value if the time falls Setpoint the engine torque is reduced to zero and that otherwise the current speed of rotation is regulated to the setpoint becomes.

Bei dem Drehwerk ist der Elektromotor schlupffrei mit der Drehbewegung des Auslegers gekoppelt, wobei ein Detektor zur Bestimmung der Drehgeschwindigkeit des Auslegers vorgesehen ist und die Regeleinheit zum Regeln gemäß dem vorstehend angegebenen Verfahren ausgebildet ist. Nach der Erfindung wird dann, wenn das Pendeln einer Last im Sinne einer gewünschten Auslegerbewegung wirkt, ein einwirkendes Drehmoment des Drehantriebes weggenommen. Hierbei wird ein Regelkreis für eine Regelung der Drehgeschwindigkeit des Auslegers bzw. des einwirkenden Drehmomentes auf den Ausleger geöffnet. Dadurch wird erreicht, daß die Energie der auspendelnden Last zur positiven oder negativen Beschleunigung des Auslegers verwendet und dadurch reduziert wird. Dies hat zur Folge, daß eine Pendelbewegung der Last gedämpft wird.The electric motor on the slewing gear is slip-free coupled with the rotational movement of the boom, with a detector provided to determine the speed of rotation of the boom and the control unit for controlling according to the above specified method is formed. According to the invention then when the load is swinging in the sense of a desired boom movement acts, an acting torque of the rotary drive taken away. This is a control loop for regulation the speed of rotation of the boom or the acting torque opened on the boom. This ensures that the energy of the swinging load to the positive or negative Boom acceleration used and thereby reduced becomes. As a result, a pendulum movement of the load is damped becomes.

Durch eine Bestimmung und Regelung der Drehgeschwindigkeit des Auslegers wird ein punktgenaues Fahren des Krans durch den Kranführer, insbesondere auch bei auftretenden Windlasten, ermöglicht. Dies wird durch eine schlupffreie Ankoppelung des Drehmotors an die Drehbewegung des Auslegers unterstützt. By determining and regulating the speed of rotation of the The crane operator drives the crane with pinpoint accuracy, especially when wind loads occur. This is achieved through a slip-free coupling of the rotary motor supported on the rotating movement of the boom.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform wird das einwirkende Drehmoment nur bei Abweichungen der aktuellen Drehgeschwindigkeit vom Sollwert, deren Beträge kleiner als ein Maximalwert sind, auf Null reduziert und andernfalls den Abweichungen entgegengerichtet. Hierdurch wird sichergestellt, daß die aktuelle Drehgeschwindigkeit von einem vorgegebenen Sollwert oder einem bestimmten Sollwertverlauf nicht zu stark abweicht.According to an advantageous embodiment, the acting Torque only if the current speed of rotation deviates from the target value, the amounts of which are less than a maximum value are reduced to zero and otherwise counteract the deviations. This ensures that the current Speed of rotation from a predetermined setpoint or certain setpoint curve does not deviate too much.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß das einwirkende Drehmoment nur stetig verändert wird. Dies ist beispielsweise dadurch realisierbar, daß als Elektromotor ein Asynchronmotor in Verbindung mit einer Phasenanschnittsteuerung verwendet wird. Durch eine nur stetige Veränderung des Drehmoments wird sichergestellt, daß eine ruckfreie Bewegung erreicht wird und die Belastungen des Krans niedrig gehalten werden. Alternativ kann auch ein Asynchronmotor mit einer elektrischen Frequenzregelung vorgesehen werden.A further preferred embodiment is characterized by this that the acting torque is only changed continuously. This can be achieved, for example, by using an electric motor an asynchronous motor in connection with a phase control is used. By just changing the Torque ensures that a smooth movement is reached and the loads on the crane are kept low. Alternatively, an asynchronous motor with an electrical one Frequency control can be provided.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird eine harmonische Drehbewegung des Auslegers dadurch erreicht, daß bei unstetigen Sollwert-Zielvorgaben ein stetiger Sollwertverlauf bestimmt wird. Dies bedeutet, daß bei Eingabe eines neuen Sollwertes dieser mit dem vorhergehenden Sollwert verglichen und zur Angleichung eine angepaßte Sollwertkurve durchlaufen wird. Hierbei wird insbesondere dann ein besonders leichter Bewegungsablauf erreicht, wenn die bestimmte Sollwertkurve, also der Sollwertverlauf, eine stetig differenzierbare Funktion darstellt.According to a further preferred embodiment, a harmonic Rotary movement of the boom is achieved in that inconsistent setpoint targets, a constant setpoint curve is determined. This means that when a new setpoint is entered this is compared with the previous setpoint and Adjustment is run through an adjusted setpoint curve. Here becomes a particularly easy movement reached when the determined setpoint curve, i.e. the setpoint curve, represents a continuously differentiable function.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß das einwirkende Drehmoment bei Unterschreiten des Sollwertes durch die aktuelle Drehgeschwindigkeit bei fallendem Sollwertverlauf nur dann auf Null reduziert wird, wenn die aktuelle Drehgeschwindigkeit größer als die Sollwert-Zielvorgabe ist. Durch diese Maßnahme wird sichergestellt, daß beim Abbremsen des Auslegers dieser nicht zu stark, also unter die gewünschte Sollwert-Zielvorgabe, in seiner Drehgeschwindigkeit verzögert wird.According to a further preferred embodiment, that the acting torque when falling below the setpoint by the current speed of rotation with a falling setpoint curve is only reduced to zero if the current speed of rotation is greater than the target value target. By this measure ensures that when the boom brakes this is not too strong, i.e. below the desired target value target, is decelerated in its rotational speed.

Bei dem Drehwerk ist weiterhin vorgesehen, daß das größte Antriebsmoment des Motors begrenzt ist, so daß die Konstruktion des Krans nicht überlastet werden kann.In the slewing gear it is also provided that the greatest driving torque of the motor is limited, so that the Construction of the crane can not be overloaded.

Ist ein schnelles Abbremsen der Drehung erforderlich, erfolgt dies durch ein besonderes Programm, nachdem die pendelnd voreilende Last ständig durch ein Gegenmoment abgebremst wird. Das erfindungsgemäße Drehwerk ermöglicht zum schnellen Abbremsen also auch ein übliches Kontern, wobei eine das Kontern überwachende, elektronische Steuerung vorgesehen ist.If the rotation needs to be braked quickly, this is done this through a special program after the commuting leading Load is constantly braked by a counter torque. The slewing gear according to the invention enables rapid braking thus also a normal counter attack, whereby a counter electronic control is provided.

Bei dem Motor kann es sich um einen üblichen Schleifring-Asynchronmotor handeln, mit dem sich entsprechend den gewünschten Motorkennlinien unterschiedliche Widerstandsstufen einschalten lassen, oder um einen Asynchronmotor mit speziellem Läufer.The motor can be a conventional slip ring asynchronous motor act with the desired Switch on the motor characteristics at different resistance levels or an asynchronous motor with a special rotor.

Die Regelung der Drehzahl und des Motormoments kann in üblicher Weise durch eine Phasenanschnittsteuerung aufgrund der eingestellten Spannungszeitfläche, wenn als Antriebsmotor ein Asynchronmotor gewählt wird, oder durch eine übliche Frequenzregelung erfolgen.The regulation of the speed and the engine torque can be done in the usual way Way through a phase control based on the set Voltage time area if an asynchronous motor is used as the drive motor is selected, or by a conventional frequency control respectively.

Nach der vorliegenden Erfindung wird das Anfahren des Antriebes drehzahlgeregelt durchgeführt, während das Abbremsen drehmomentgeregelt durch Umkehrung des Drehfeldes (sogenanntes "Kontern") vorgenommen wird.According to the present invention, the drive starts speed-controlled, while braking is torque-controlled by reversing the rotating field (so-called "counter") is made.

Gebremst wird durch Kontern automatisch immer dann, wenn der Steuerhebel auf Null zurückgestellt wird. Dieser automatische Bremsvorgang wird besonders weich eingeleitet, da der zu Beginn des Bremsvorganges aktuelle Drehzahl-Istwert als Drehzahl-Sollwert übernommen wird, der dann nach einer Kurven-Rampe auf Null zurückgeführt wird. Die Differenz zwischen diesem Sollwert und der aktuellen Drehgeschwindigkeit ist der Sollwert für das einwirkende Bremsmoment. Da beim Einleiten des Bremsvorganges der Drehzahl-Sollwert gleich der der aktuellen Drehgeschwindigkeit ist, beginnt das Bremsmoment immer stetig aus Null heraus und somit völlig stoßfrei.Braking is automatically braked whenever the Control lever is reset to zero. This automatic Braking is initiated particularly gently, since the start of the braking process current speed actual value as speed setpoint which is then taken to zero after a curve ramp is returned. The difference between this setpoint and The current speed of rotation is the target value for the acting Braking torque. Since when initiating the braking process Speed setpoint equal to that of the current speed of rotation the braking torque always starts from zero and completely bumpless.

Zusätzlich zu dem automatischen Abbremsvorgang durch automatisches, momentengeregeltes Kontern kann der Kranführer das einwirkende Drehmoment erhöhen, indem er einen Sollwert entgegen der aktuellen Drehrichtung vorgibt. Verbleibt der Kranführer in dieser Konterstellung, findet nach dem Abbremsvorgang eine momentengeregelte Drehrichtungsumkehr statt. Das einwirkende Drehmoment ist stetig von Null bis Maximum über den Steuerhebel einstellbar, so daß es möglich ist, den Ausleger im Wind in der "Schwebe" zu halten, was ein besonders feinfühliges Positionieren ermöglicht.In addition to the automatic braking process through automatic, The crane operator can counteract torque-controlled countermeasures Increase torque by opposing a setpoint the current direction of rotation. The crane operator remains in this counter position finds a torque-controlled after the braking process Reversal of the direction of rotation instead. The acting torque is continuously adjustable from zero to maximum using the control lever, so that it is possible to swing the boom in the wind To keep "floating", which is a particularly sensitive positioning enables.

Das einwirkende Drehmoment wird sowohl im drehzahlgeregelten Betrieb als auch im momentengeregelten Betrieb auf einen maximalen Betrag begrenzt. Hierbei wird insbesondere auch die Wirkungsgrad-Umkehrung zwischen Treiben und Bremsen berücksichtigt, so daß das maximal zulässige, auf die Krankonstruktion wirkende Drehmoment nicht überschritten wird.The acting torque is both regulated in the speed Operation as well as in torque-controlled operation to a maximum Limited amount. Here, in particular, the efficiency reversal between driving and braking considered that the maximum permissible, acting on the crane construction Torque is not exceeded.

Das maximale Drehmoment kann in Abhängigkeit von der Auslegerlänge, die je nach Krantype unterschiedlich sein kann, eingestellt werden. Eine weitere Umschaltmöglichkeit auf einen maximalen Betrag des einwirkenden Drehmoments ist für verschiedene Auslegerstellungen vorgesehen. The maximum torque can vary depending on the length of the boom, which can vary depending on the crane type become. Another option to switch to a maximum The amount of torque applied is for different boom positions intended.

Ein besonderes Verfahren sorgt beim drehzahlgeregelten Anfahren dafür, daß der insbesondere bei Untendreherkranen auftretende Peitscheneffekt infolge eines Vorschnellens des Auslegers beim Beschleunigen des Auslegers nicht auftritt. Wenn durch die Last und/oder die Windverhältnisse die Drehgeschwindigkeit nicht dem stetigen Verlauf des Sollwertes folgen kann, weil durch die Drehmomentenbegrenzung ein maximales Beschleunigungsmoment nicht überschritten werden kann, wird bei einer vorgesehenen maximalen Abweichung zwischen Sollwert und aktueller Drehgeschwindigkeit der weitere stetige Anstieg des Sollwertes angehalten, bis die Abweichung wieder innerhalb der vorgesehenen Grenze liegt. Hierdurch wird erreicht, daß das einwirkende Drehmoment beim Vorschnellens des Auslegers (Peitscheneffekt) reduziert wird und dadurch keine weitere Beschleunigungsenergie in die Konstruktion eingeleitet wird.A special procedure is used for speed-controlled starting for the fact that the one that occurs particularly with slewing cranes Whip effect due to jerking of the boom when Acceleration of the boom does not occur. If by the load and / or the wind conditions do not change the rotational speed can follow the constant course of the setpoint because of the torque limitation a maximum acceleration torque is not can be exceeded is provided at a maximum Deviation between setpoint and current speed of rotation the steady increase in the setpoint stopped until the Deviation is again within the intended limit. Hereby is achieved that the acting torque when rushing the boom (whip effect) is reduced and therefore no further acceleration energy in the construction is initiated.

Ausführungsbeispiele der Steuerung des Drehwerks werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt:

Fig. 1
ein die Aktivierung der verschiedenen Regler betreffendes Flußdiagramm,
Fig. 2
ein die Drehzahl- und Momentenregler betreffendes Flußdiagramm,
Fig. 3
ein den Bremsregler betreffendes Flußdiagramm und
Fig. 4
ein Flußdiagramm für die Verarbeitung der Reglersignale zur Steuerung des Motors.
Exemplary embodiments of the control of the slewing gear are explained in more detail below with reference to the drawing. In this shows:
Fig. 1
a flow chart relating to the activation of the various controllers,
Fig. 2
a flow chart relating to the speed and torque controllers,
Fig. 3
a flowchart relating to the brake controller and
Fig. 4
a flowchart for the processing of the controller signals for controlling the engine.

Gemäß dem Flußdiagramm nach Fig. 1 wird in einem ersten Schritt geprüft, ob der mit dem Steuerhebel eingestellte Drehgeschwindigkeitssollwert null ist. Ist dies der Fall, wird der Bremsregler aktiviert, um den Bremsvorgang einzuleiten. Gebremst wird durch Kontern automatisch immer dann, wenn der Steuerhebel auf null zurückgestellt wird.1, in a first step checked whether the rotational speed setpoint set with the control lever is zero. If this is the case, the brake controller activated to initiate braking. It is slowed down by Counter automatically whenever the control lever is at zero is deferred.

Ist der eingestellte Drehzahl-Sollwert verschieden von null, wird in einem zweiten Schritt geprüft, ob die Sollwert-Richtung gleich der Drehrichtung ist. Ist dies nicht der Fall, so wird der Bremsregler aktiviert. Wurde die Sollwert-Richtung geändert, d. h., wurde ein Sollwert entgegen der aktuellen Drehrichtung vorgegeben, um ein schnelleres Abbremsen zu erreichen, so wird zusätzlich der Momentenregler aktiviert und der Drehzahlregler inaktiviert.If the set speed setpoint is different from zero, in a second step it is checked whether the setpoint direction is the same as the direction of rotation. If this is not the case, then the brake controller is activated. If the setpoint direction was changed, d. that is, a setpoint was set against the current direction of rotation given in order to achieve a faster braking, so in addition, the torque controller is activated and the speed controller deactivated.

Hat sich die Sollwert-Richtung nicht geändert, d. h., hat sich die Drehrichtung aufgrund von anderen Einflüssen entgegen der Soll-Drehrichtung eingestellt, so wird in einem dritten Schritt der Drehzahlregler aktiviert und der Momentenregler inaktiviert.Has the setpoint direction not changed, i. that is the direction of rotation due to other influences against the Set direction of rotation, so in a third step the speed controller is activated and the torque controller is deactivated.

Ist die Sollwert-Richtung gleich der Drehrichtung, so wird geprüft, ob der Sollwert seit der letzten Änderung der Drehrichtung null war. Ist dies nicht der Fall, was zum Beispiel der momentengesteuerten Drehrichtungsumkehr nach schnellem Abbremsen durch Kontern und Beibehaltung der Konterstellung entspricht, wird der Momentenregler aktiviert und der Drehzahlregler inaktiviert.If the setpoint direction is the same as the direction of rotation, the system checks whether whether the setpoint since the last change in the direction of rotation was zero. If not, for example what the Torque-controlled reversal of direction after rapid braking by countering and maintaining the counter creation, the torque controller is activated and the speed controller is deactivated.

Wenn der Sollwert bei der letzten Drehrichtungsänderung null war, befindet sich das erfindungsgemäße Drehwerk im Anfahr- und Drehbetrieb und dementsprechend wird der Drehzahlregler aktiviert und der Momentenregler inaktiviert.If the setpoint is zero when the direction of rotation was last changed was, the slewing gear according to the invention is in the start-up and Rotary operation and the speed controller is activated accordingly and the torque controller is deactivated.

Das aus Fig. 2 ersichtliche Flußdiagramm zeigt die Weiterverarbeitung des eingestellten Drehgeschwindigkeits-Sollwertes. In der Sollwert-Aufbereitung wird der Sollwert mit dem Istwert verglichen und ein stetiger Sollwert-Verlauf zum Sollwert-Ziel geschaffen. Der aufbereitete Sollwert wird zusammen mit dem gemessenen Drehzahlwert im Drehzahlregler verarbeitet, wenn dieser aktiv ist.The flow chart shown in FIG. 2 shows the further processing of the set rotational speed setpoint. In the setpoint processing, the setpoint is compared with the actual value and a constant setpoint curve to the setpoint target is created. The prepared setpoint is measured together with the measured Speed value processed in the speed controller if this is active.

Ist die Soll-Drehrichtung gleich der Ist-Drehrichtung, so wird der Sollwert drehzahlabhängig reduziert. Der reduzierte Sollwert oder der eingestellte Sollwert wird mit der Momentenkennlinie weiterverarbeitet.If the target direction of rotation is the same as the actual direction of rotation, then the setpoint is reduced depending on the speed. The reduced setpoint or the setpoint is set with the torque characteristic processed further.

Aus Fig. 3 ist das Flußdiagramm für das Bremsreglersystem ersichtlich. Solange der Bremsregler inaktiv ist, wird immer die aktuelle Drehzahl als Bremsregler-Sollwert gespeichert. Sobald der Bremsregler aktiv wird, wird ein Sollwert-Verlauf in Form einer Rampe vom letzten gespeicherten Drehzahlwert bis 0 erzeugt. Dieser Sollwert-Verlauf wird mit der gemessenen Drehzahl im Bremsregler verarbeitet.3 shows the flow diagram for the brake control system. As long as the brake controller is inactive, the current speed saved as brake controller setpoint. As soon as the brake controller becomes active, a setpoint curve is in the form a ramp from the last stored speed value to 0 is generated. This setpoint course is with the measured speed processed in the brake controller.

Fig. 4 zeigt ein Flußdiagramm für die Verarbeitung der ReglerSignale zur Steuerung des Motors. Der Summierer prüft die Aktivität der Regler und bestimmt mit der gemessenen Drehzahl die Strombegrenzung. Auslegerstellung, Strombegrenzung und der gemessene Strom werden im Stromregler so verarbeitet, daß der Leistungsteil für den erfindungsgemäßen Betrieb des Motors sorgt, der das für die Drehung des Krans erforderliche Drehmoment liefert.Fig. 4 shows a flow chart for the processing of the controller signals to control the engine. The totalizer checks the activity the controller and determines the with the measured speed Current limitation. Boom position, current limitation and the measured Current are processed in the current controller so that the power section ensures the operation of the engine according to the invention, which provides the torque required to turn the crane.

Claims (7)

  1. Process for the control of the drive system of slewing gear for a crane, preferably a turret slewing crane slewing at top or bottom, with an electric motor driving, via a transmission system, the combing pinion operating with a slewing ring on the crane masses to be turned,
    a control unit governing the control movements applied to an actuation device, according to the type of motor, and
    means for measuring the motor revolutions and motor torque,
    characterised in that
    during start-up and slewing operation, when motor revolutions are increased as the load swings forwards, the driving torque is reduced towards zero, and
    in that as the load swings back the driving torque is essentially held at the same level.
  2. Process for the control of the drive system of slewing gear for a crane, preferably a turret slewing crane slewing at top or bottom, with an electric motor driving, via a transmission system, the combing pinion operating with a slewing ring on the crane masses to be turned,
    a control unit governing the control movements applied to an actuation device, according to the type of motor, and
    means for measuring the motor revolutions and motor torque,
    characterised in that
    during the braking phase, the specified revolution reduction in a forward-swinging load situation is essentially held at the same level by means of braking torque applied to the motor, and
    in that as the load swings back the motor torque is reduced, so as to make full use of the braking moments of the back-swinging load.
  3. Process according to claim 1 or 2, characterised in that on actuation of the actuation device initiating the slewing movement, the motor torque increases according to a pre-set time function corresponding to the specified target value for revolutions.
  4. Process according to any of claims 1 and 3, characterised in that the maximum drive torque of the motor is restricted.
  5. Process according to any of claims 1 to 4, characterised in that rapid braking of the slewing movement is carried out by means of a special program, whereby as the swinging load accelerates forwards, it is continuously braked by a counter-torque.
  6. Process according to any of claims 1 to 5, characterised in that the motor used is a slip-ring asynchronous motor controlled by a generalised phase control system.
  7. Process according to any of claims 1 to 5, characterised in that the motor is a motor controlled with a frequency regulation system.
EP95107992A 1994-06-06 1995-05-24 Slewing gear for a crane Expired - Lifetime EP0691301B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

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DE4419791 1994-06-06
DE4419791 1994-06-06

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