EP1478826B1 - Hebewerk - Google Patents

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EP1478826B1
EP1478826B1 EP03742944A EP03742944A EP1478826B1 EP 1478826 B1 EP1478826 B1 EP 1478826B1 EP 03742944 A EP03742944 A EP 03742944A EP 03742944 A EP03742944 A EP 03742944A EP 1478826 B1 EP1478826 B1 EP 1478826B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
brake
draw works
braking
arrangement
works according
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP03742944A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1478826A1 (de
Inventor
Peter Heinrichs
Albrecht Heinrichs
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mhwirth GmbH
Original Assignee
Wirth Maschinen und Bohrgeraete Fabrik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wirth Maschinen und Bohrgeraete Fabrik GmbH filed Critical Wirth Maschinen und Bohrgeraete Fabrik GmbH
Publication of EP1478826A1 publication Critical patent/EP1478826A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1478826B1 publication Critical patent/EP1478826B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/008Winding units, specially adapted for drilling operations
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66DCAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D5/00Braking or detent devices characterised by application to lifting or hoisting gear, e.g. for controlling the lowering of loads
    • B66D5/02Crane, lift hoist, or winch brakes operating on drums, barrels, or ropes
    • B66D5/12Crane, lift hoist, or winch brakes operating on drums, barrels, or ropes with axial effect
    • B66D5/14Crane, lift hoist, or winch brakes operating on drums, barrels, or ropes with axial effect embodying discs
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66DCAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D5/00Braking or detent devices characterised by application to lifting or hoisting gear, e.g. for controlling the lowering of loads
    • B66D5/02Crane, lift hoist, or winch brakes operating on drums, barrels, or ropes
    • B66D5/24Operating devices
    • B66D5/26Operating devices pneumatic or hydraulic

Definitions

  • the invention relates to a hoist of the preamble of claim 1 corresponding type.
  • Drilling device or a Bohrungsverschluß designed, for example, from a floating platform, on the seabed or in or on a borehole: They have a rotatably mounted winding drum on which a usually designed as a steel cable flexible traction means is attached, the up by rotational drive of the winding drum or can be processed.
  • At least one rotary drive device is provided.
  • the latter regularly includes an electric motor. But it is also possible to use a hydraulic or pneumatic drive instead of the DC motor.
  • Such elevators For braking the winding drum during the discharge of the load and for holding the load above the ground, such elevators have a braking device comprising a mechanically acting brake assembly.
  • a mechanically acting brake assembly In order to relieve this mechanically acting brake arrangement, it is also possible to provide further, non-mechanically acting brake arrangements, for example eddy current brake arrangements.
  • the lifts are in practice adapted constructively to the maximum expected lifting capacity determined by their intended use.
  • the latter is specified by definition for a first layer of rope on the winding drum.
  • the maximum lifting power is reduced by the associated larger lever, under which the load acts on the winding drum.
  • the rope is dimensioned so that its breaking load at least twice the lifting load of the elevator corresponds.
  • the superstructures over which the rope is deflected - for example a mast - are designed for a 1.8-fold lifting load.
  • the braking device is designed so that the maximum load to be held 1.5 to 1.6 times the lifting load corresponds.
  • a hoisting gear which in addition to a brake arrangement comprises an emergency brake device for generating an additional braking force.
  • the brake and the emergency brake assembly are configured such that they each achieve at least one hundred percent of the maximum required braking force.
  • the invention is therefore based on the object to improve the reliability of such lifting equipment.
  • the braking devices used previously which - as described above - provide protection against the overload of other components, and in the vast majority of applications ensure trouble-free operation, continue to be used.
  • Due to the additional emergency brake now the possibility is created in case of need, d. H. at currently insufficient braking power to be able to apply an additional braking force.
  • the emergency brake devices are those devices which are provided in addition to the brake device and are not simply larger in size, the emergency brake devices are only activated when they are actually needed. A deceleration of the winding drum is thus possible even in a total failure of the braking device.
  • the brake and the emergency brake arrangements are designed such that at least one hundred percent of the maximum braking power required can be achieved with them.
  • the emergency brake assembly can completely replace the brake assembly, so that emergency operation of the elevator is possible even with complete failure of the brake assembly.
  • a control device determines the respective braking power setpoint with a braking power actual value achieved by the main brake arrangement compares the characteristic parameters and, in the case of a differential value brake setpoint - braking actual value> 0, activates the emergency braking device so that the difference value corresponds to approximately 0, the maximum total braking power being ⁇ 130% of the braking power setpoint. Reduces the achieved with the main brake assembly braking power below the target value, the emergency brake assembly is activated to generate the additional braking power required via the control device.
  • Limiting the total braking power to a maximum of 130% of the target value avoids the forces exerted on the components of the elevator or other components by the application of braking power reaching values above the breaking load of these components, thereby avoiding the risk of damage by introducing excessive braking power becomes.
  • the brake assembly has at least one brake shoe acting on a rotating part and means for applying the at least one brake shoe and means for applying at least one brake shoe with a braking force, wherein the emergency brake assembly is formed by a Additional device is provided for selectively exerting an additional braking force on the rotary part. If the brake line which can be achieved with the brake arrangement during normal operation no longer suffices, an additional braking power can be actively generated by actuation of the additional device.
  • the device for acting on the at least one brake shoe with a braking force preferably comprises a spring arrangement acting on the at least one brake shoe with the braking force.
  • the device preferably has an arrangement acting in opposition to the spring arrangement for controlling the braking force exerted on the brake shoe.
  • the ancillary device is then preferably designed such that it comprises an arrangement for displacing the seat receiving the reaction forces of the spring arrangement. Upon actuation of the auxiliary device is therefore the bias the spring arrangement increases, which leads to an increase in the braking force acting on the at least one brake shoe and thus to an increase in the braking power.
  • the additional device is preferably designed as a hydraulically actuated device.
  • the emergency brake assembly comprises an additional braking device which can be selectively connected to the brake assembly.
  • the structure of the emergency brake assembly may at least substantially correspond to that of the main brake assembly.
  • the elevator comprises at least one gearbox coupled on the input side to a drive motor and cooperating on the output side with a summation gearbox, it is possible to arrange the emergency brake arrangement on the input side and / or the output side of the gearbox.
  • the emergency brake assembly is constituted by a release device for controlled or controlled release, retention or recovery of the load by the discharge device having a capacity suitable for braking and maintaining the maximum lifting capacity of the elevator.
  • the Nachlunvorraum preferably comprises an electrically, hydraulically or pneumatically driven engine, which also provides the application of emergency braking power serves. Also includes the Nachlrudvorraum a gearbox to which the engine is coupled, the engine can be coupled via an additional gear shaft coupled to the transmission. However, it is also possible to couple the motor to the input shaft of the transmission for a main drive motor for the elevator.
  • the hoisting gear denoted as a whole by 100 in FIG. 1, comprises a frame 1 on which the components of the hoisting gear are mounted.
  • the elevator 100 For catching up and lowering and for holding a load, in particular a drill or the like, the elevator 100 comprises a drum 2, which is rotatably mounted on a drum shaft 3 and whose axis S parallel to the longitudinal sides 4 of the frame 1 runs. It is mounted in bearing blocks 5, 6, which are arranged beyond the two end faces 7, 8 of the drum 2.
  • a brake disc 9 is rotatably disposed, which is part of a designated as a whole with 10 brake assembly, which further in the direction of rotation of the axis S offset by 180 ° two caliper assemblies 11, 12th - So-called "Kalipper” - includes.
  • Another brake caliper assembly is hidden by the drum shaft 3 and thus not visible in FIG. 1.
  • an eddy current brake 13 connected to the drum shaft 3 is provided.
  • the drive unit 14 of the elevator 100 is arranged to drive the drum 2. It comprises in the illustrated embodiment, three electrically operating drive motors 15, 16, 17, of which the two above are coupled via a gear unit 18 with each other.
  • the drive motors 15, 16 on the one hand and 17 on the other hand with switching gears 19, 20 operatively connected the output side are coupled to a summation gear 21, which transmits the provided by the drive motors 15, 16, 17 drive torque to the drum shaft 3.
  • the caliper assemblies 11, 12 are configured in the manner shown schematically in FIG. They each include Spring assemblies 22, 23, press the brake shoes, not shown in the drawing against the brake disc 9.
  • hydraulically acting devices 24, 25 are provided, which are designed in such a way that pressurization leads to contraction of the respectively associated spring arrangement 22, 23.
  • each spring assembly comprises a further hydraulically actuable means 26, 27, with which the spring preload can be increased, resulting in actuation to increase the braking force with which the respective brake shoe pressed against the brake disc and thus leads to an increase in braking power.
  • the reaction forces of the respective spring arrangement 22, 23 receiving seat 28, 29 is shifted to the brake disk 9 towards this.
  • the actuation of the emergency braking device 50 formed by the measures described above is effected by a manually operable emergency switch 30, are actuated by the electromagnetically actuated hydraulic valves 31, 32, the hydraulic fluid from a pressure reservoir 33 via lines 34 to the devices 26, 27 on actuation.
  • the described with reference to FIG. 2 embodiment of the brake caliper assembly may be implemented in a caliper assembly or in several brake caliper assemblies of the brake assembly.
  • FIG. 3 Another embodiment of a lift according to the invention, which is designated as a whole with 200 corresponds in its construction and its operation in essential parts of the lifting 100 of FIG. 1 Accordingly, such components of the elevator 200, those of the Hebewerks 100, with reference numbers increased by 100. To avoid repetition, reference is made to the description above. In the following, only the differences of the elevator 200 to the elevator 100 will be explained.
  • the shafts of the drive motors 116, 117 are connected to disc brake assemblies 35, 36, with which the respectively associated shaft can be braked.
  • the disc brake assemblies 35, 36 together form an emergency brake device for generating an additional braking force.
  • the operation of the disc brake assemblies 35, 36 takes place in the manner shown in FIG. 4 via a manually operable emergency switch 130, via which an electromagnetically actuated hydraulic valve 131 is actuated, which discharges hydraulic fluid from the brake calipers 37, 38 via lines 134 to a tank when actuated ,
  • the brake caliper assemblies 37, 38 of the disc brake assemblies close resiliently in a manner corresponding to the brake calipers 111, 112.
  • the elevator is equipped with a decanting device 40, which serves for the slow lowering of a load by means of the elevator, for example a drilling device with feed rate.
  • a decanting device 40 which serves for the slow lowering of a load by means of the elevator, for example a drilling device with feed rate.
  • the gearboxes 19, 20, 119, 120 (by way of example only reference is made to the gearbox 20 hereinafter) provided with an additional input shaft 41 which can be coupled to the transmission main shaft, not shown in the drawing.
  • An additional drive motor 42 acts on the input shaft 41 via an angle gear 43.
  • the entire decommissioning device 40 is dimensioned such that it can be used to apply the maximum load that is permissible for the elevator.
  • the drive motor 42 is designed for this purpose as an AC motor, which is operated via a frequency converter. To further increase safety, two electric motors may be provided instead of the one drive motor 42.
  • the exemplary embodiment of a lift illustrated in FIG. 6 corresponds, in terms of its function, to that of FIG. 5.
  • the take-down device designated here as a whole by 140 is not formed here by a unit connected to the manual transmission 20, but the drive motor 142 is connected via a Coupling 144 connected to the shaft of the drive motor 17 on the transmission 20 opposite side.
  • the drive motor 142 can be replaced by multiple motors.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Hebewerk der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art.
  • Derartige Hebewerke dienen zum Ablassen und Aufholen einer Last, insbesondere einer. Bohreinrichtung oder einer Bohrungsverschlußeinrichtung, beispielsweise von einer schwimmenden Plattform, auf den Meeresgrund oder in bzw. auf ein Bohrloch: Sie weisen eine drehbar gelagerte Wickeltrommel auf, an der ein meist als Stahlseil ausgebildetes flexibles Zugmittel befestigt ist, das durch Drehantrieb der Wickeltrommel auf- bzw. abgewickelt werden kann.
  • Zum Drehantrieb der Trommel ist zumindest eine Drehantriebseinrichtung vorgesehen. Letztere umfaßt regelmäßig einen Elektromotor. Es ist aber ebenfalls möglich, anstatt des Gleichstrommotors einen hydraulisch oder pneumatisch arbeitenden Antrieb einzusetzen.
  • Zum Abbremsen der Wickeltrommel während des Ablassens der Last und zum Halten der Last über dem Grund weisen derartige Hebewerke eine Bremseinrichtung auf, die eine mechanisch wirkende Bremsanordnung umfaßt. Zur Entlastung dieser mechanisch wirkenden Bremsanordnung können noch weitere, nicht mechanisch wirkende Bremsanordnungen, beispielsweise Wirbelstrombremsanordnungen vorgesehen sein.
  • Die Hebewerke werden in der Praxis konstruktiv an die durch ihren Eirisatzzweck bestimmte maximal zu erwartende Hebeleistung angepaßt. Letztere wird per Definition für eine erste Seillage auf der Wickeltrommel angegeben. Für weitere Wickellagen, d.h. beim weiteren Aufwickeln des Seiles auf die Wickeltrommel, verringert sich durch den hiermit verbundenen größeren Hebel, unter dem die Last an die Wickeltrommel angreift, die maximale Hebeleistung.
  • Zur Sicherheit wird das Seil so dimensioniert, daß seine Bruchlast zumindest der zweifachen Hebelast des Hebewerks entspricht. Die Aufbauten, über die das Seil umgelenkt wird - beispielsweise ein Mast - sind auf die 1,8-fache Hebelast ausgelegt. Um zu vermeiden, daß durch Betätigung der Bremseinrichtung Kräfte auf die Aufbauten bzw. das Seil ausgeübt werden können, die größer sind als die Bruchlast dieser Bauteile, ist die Bremseinrichtung so konzipiert, daß die maximal zu haltende Last dem 1,5 bis 1,6-fachen der Hebelast entspricht.
  • Es ist in der Vergangenheit mehrfach zu Zwischenfällen gekommen, bei denen ein Abwicklungsvorgang mittels der Bremseinrichtung nicht bzw. nicht rechtzeitig gestoppt werden konnte. Eine mögliche Ursache für eine Reihe derartiger Zwischenfälle könnte gewesen sein, daß Lasten nahe der maximalen Hebelast bei mehrfacher Seillage auf der Wickeltrommel über dem. Grund gehalten wurden, was schließlich zu einer Überlastung der Bremseinrichtung geführt hat.
  • Aus der GB 842 435 A ist ein Hebewerk bekannt, welches zusätzlich zu einer Bremsanordnung eine Notbremseinrichtung zum Erzeugen einer zusätzlichen Bremskraft umfasst. Die Brems- und die Notbremsanordnung sind derart ausgestaltet, dass sie jeweils mindestens einhundert Prozent der maximal benötigten Bremskraft erzielen.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Betriebssicherheit derartiger Hebewerke zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 wiedergegebene Erfindung gelöst.
  • Dadurch, daß eine. Notbremseinrichtung zum Erzeugen einer zusätzlichen Bremskraft vorgesehen ist, können die bisher verwendeten Bremseinrichtungen, die - wie oben beschrieben - einen Schutz gegen die Überlastung anderer Komponenten bieten, und in den allermeisten Anwendungsfällen einen störungsfreien Betrieb sicherstellen, weiter verwendet werden. Durch die zusätzliche Notbremseinrichtung wird nun die Möglichkeit geschaffen, im Bedarfsfalle, d. h. bei momentan nicht ausreichender Bremsleistung, eine zusätzliche Bremskraft aufbringen zu können. Da es sich bei den Notbremseinrichtungen um solche Einrichtungen handelt, die zusätzlich zu der Bremseinrichtung vorgesehen sind und nicht letztere einfach größer dimensioniert ist, werden die Notbremseinrichtungen nur dann aktiviert, wenn sie tatsächlich benötigt werden. Ein Abbremsen der Wickeltrommel ist somit auch noch bei einem Totalausfall der Bremseinrichtung möglich.
  • Die Brems- und die Notbremsanordnungen sind derart ausgestaltet, dass mit ihnen jeweils mindestens einhundert Prozent der maximal benötigten Bremsleistung erzielbar ist. Die Notbremsanordnung kann die Bremsanordnung vollständig ersetzen, so dass ein Notbetrieb des Hebewerks auch bei vollständigem Ausfall der Bremsanordnung möglich ist.
  • Erfindungsgemäß ist eine Regeleinrichtung vorgesehen, die den jeweiligen Bremsleistungsollwert mit einem für die von der Hauptbremsanordnung erzielten Bremsleistungsistwert charakteristischen Parameter vergleicht und im Falle eines Differenzwertes Bremssollwert - Bremsistwert > 0 die Notbremseinrichtung aktiviert, so dass der Differenzwert etwa 0 entspricht, wobei die maximale Gesamtbremsleistung ≤ 130% des Bremsleistungssollwerts beträgt. Vermindert sich die mit der Hauptbremsanordnung erzielte Bremsleistung unter den Sollwert, so wird die Notbremsanordnung zur Erzeugung der zusätzlich benötigten Bremsleistung über die Regeleinrichtung aktiviert. Durch die Begrenzung der Gesamtbremsleistung auf maximal 130% des Sollwerts wird vermieden, dass die auf die Bauteile des Hebewerks oder auf andere Bauteile durch Einleitung der Bremsleistung ausgeübten Kräfte Werte oberhalb der Bruchlasten dieser Bauteile erreichen, wodurch die Gefahr von Beschädigungen durch Einleiten zu hoher Bremsleistungen vermieden wird.
  • Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hebewerks weist die Bremsanordnung zumindest eine auf einen Rotationsteil wirkende Bremsbacke und eine Einrichtung zum Beaufschlagen der mindestens einen Bremsbacke und eine Einrichtung zum Beaufschlagen der mindestens einen Bremsbacke mit einer Bremskraft auf, wobei die Notbremsanordnung dadurch ausgebildet ist, dass eine Zusatzeinrichtung zur wahlweisen Ausübung einer zusätzlichen Bremskraft auf den Rotationsteil vorgesehen ist. Reicht die mit der Bremsanordnung im Normalbetrieb erzielbare Bremsleitung nicht mehr aus, so kann durch Betätigung der Zusatzeinrichtung aktiv eine zusätzliche Bremsleistung erzeugt werden.
  • Die Einrichtung zur Beaufschlagung der mindestens einen Bremsbacke mit einer Bremskraft umfasst vorzugsweise eine die mindestens eine Bremsbacke mit der Bremskraft beaufschlagende Federanordnung. Zur Steuerung der auf die Bremsbacke ausgeübten Bremskraft weist die Einrichtung vorzugsweise eine entgegengesetzt zur Federanordnung wirkende Anordnung zur Steuerung der auf die Bremsbacke ausgeübten Bremskraft auf. Durch diese Maßnahmen wird es sichergestellt, dass beim Versagen der hydraulischen Einrichtung die Bremsbacken mit der maximalen Kraft angedrückt werden, so dass die maximale Bremsleistung erzeugt wird.
  • Die Zusatzeinrichtung ist dann vorzugsweise derart ausgestaltet, dass sie eine Anordnung zum Verlagern des die Reaktionskräfte der Federanordnung aufnehmenden Sitzes umfasst. Bei Betätigung der Zusatzeinrichtung wird daher die Vorspannung der Federanordnung erhöht, was zu einer Erhöhung der auf die mindestens eine Bremsbacke wirkenden Bremskraft und somit zu einer Erhöhung der Bremsleistung führt.
  • Die Zusatzeinrichtung ist vorzugsweise als hydraulisch betätigbare Einrichtung ausgebildet.
  • Bein einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hebewerks umfasst die Notbremsanordnung eine zusätzliche Bremseinrichtung, die wahlweise zu der Bremsanordnung zuschaltbar ist.
  • Der Aufbau der Notbremsanordnung kann zumindest im wesentlichen demjenigen der Hauptbremsanordnung entsprechen.
  • Umfaßt das Hebewerk mindestens ein eingangsseitig mit einem Antriebsmotor gekoppelten und abtriebsseitig mit einem Summengetriebe zusammenwirkendes Schaltgetriebe, so ist es möglich, die Notbremsanordnung auf der Eingangsseite und/oder der Ausgangsseite des Schaltgetriebes anzuordnen.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hebewerks ist die Notbremsanordnung durch eine Nachlaßvorrichtung zum gesteuerten oder geregelten Ablassen, Halten oder Aufholen der Last gebildet, und zwar dadurch, dass die Ablaßvorrichtung eine zum Abbremsen und Halten der maximalen Hebeleistung des Hebewerkes geeignete Leistung aufweist.
  • Die Nachlaßvorrichtung umfasst vorzugsweise einen elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch angetriebenen Motor, der auch der Aufbringung der Notbremsleistung dient. Umfaßt die Nachlaßvorrichtung ferner ein Schaltgetriebe, an das der Motor angekoppelt ist, so kann der Motor über eine zusätzliche Getriebewelle kuppelbar an das Schaltgetriebe angekoppelt sein. Es ist jedoch ebenfalls möglich, den Motor an die Eingangswelle des Schaltgetriebes für einen Hauptantriebsmotor für das Hebewerk anzukuppeln.
  • In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
  • Fig. 1
    eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hebewerks in einer Aufsicht;
    Fig. 2
    einen Hydraulikplan, der eine Möglichkeit der hydraulischen Auslegung und Ansteuerung der Ausführungsform gemäß Fig. 1 zeigt;
    Fig. 3
    eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hebewerks in einer Fig. 1 entsprechenden Darstellung;
    Fig. 4
    einen Hydraulikplan, der eine Möglichkeit der Auslegung und Ansteuerung des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 3 zeigt;
    Fig. 5 -
    ausschnittsweise - den gemäß der Fig. 1 und 3 linken Endbereich einer weiteren Ausführungform eines erfindungsgemäßen Hebewerks in einer Seitenansicht sowie
    Fig. 6
    eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hebewerks in einer Fig. 5 entsprechenden Ansicht.
  • Das in Fig. 1 als Ganzes mit 100 bezeichnete Hebewerk umfaßt einen Rahmen 1, auf dem die Bauteile des Hebewerks montiert sind. Zum Aufholen und Ablassen sowie zum Halten einer Last, insbesondere eines Bohrgeräts oder dergleichen umfaßt das Hebewerk 100 eine Trommel 2, die drehfest auf einer Trommelwelle 3 befestigt ist und deren Achse S parallel zu den Längsseiten 4 des Rahmens 1 verläuft. Sie ist in Lagerböcken 5, 6 gelagert, die jenseits der beiden Stirnseiten 7, 8 der Trommel 2 angeordnet sind.
  • Auf den in Fig. 1 rechts der Trommel 2 befindlichen Bereich der Trommelwelle 3 ist drehfest eine Bremsscheibe 9 angeordnet, die Teil einer als Ganzes mit 10 bezeichneten Bremsanordnung ist, die des weiteren in Drehrichtung der Achse S um 180° versetzt zwei Bremszangenanordnungen 11, 12 - sogenannte "Kalipper" - umfaßt. Eine weitere Bremszangenanordnung ist von der Trommelwelle 3 verdeckt und damit in Fig. 1 nicht erkennbar angeordnet. Mittels der Bremsanordnung 10 kann die Drehgeschwindigkeit der Trommel 5 während des Abwickelvorganges eines in der Zeichnung nicht dargestellten flexiblen Zugmittels abgebremst oder auch vollständig blockiert' werden.
  • Zur Unterstützung der Bremsanordnung 10 beim Bremsen eines Abwickelvorganges ist von der Trommel 2 aus gesehen jenseits der Bremsanordnung 10 eine mit der Trommelwelle 3 verbundene Wirbelstrombremse 13 vorgesehen.
  • Auf der gemäß Fig. 1 linken Seite der Trommel 2 ist die Antriebseinheit 14 des Hebewerks 100 zum Antrieb der Trommel 2 angeordnet. Sie umfaßt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel drei elektrisch arbeitende Antriebsmotoren 15, 16, 17, von denen die beiden oben dargestellten über eine Getriebeeinheit 18 miteinander gekoppelt sind.
  • Ausgangsseitig sind die Antriebsmotoren 15, 16 einerseits sowie 17 andererseits mit Schaltgetrieben 19, 20 wirkverbunden, die ausgangsseitig an ein Summengetriebe 21 angekuppelt sind, welches das durch die Antriebsmotoren 15, 16, 17 bereitgestellte Antriebsmoment auf die Trommelwelle 3 überträgt.
  • Bei dem Hebewerk 100 sind die Bremszangenanordnungen 11, 12 in der schematisch aus Fig. 2 erkennbaren Weise ausgestaltet. Sie umfassen jeweils Federanordnungen 22, 23, die in der Zeichnung nicht dargestellte Bremsbacken gegen die Bremsscheibe 9 pressen. Zum Reduzieren der so auf die Bremsbacken ausgeübten Bremskraft bis zum vollständigen Lösen der Bremse sind hydraulisch wirkende Einrichtungen 24, 25 vorgesehen, die derart ausgebildet sind, daß eine Druckbeaufschlagung zur Kontraktion der jeweils zugeordneten Federanordnung 22, 23 führt.
  • Ferner umfaßt jede Federanordnung eine weitere hydraulisch betätigbare Einrichtung 26, 27, mit der die Federvorspannung erhöht werden kann, was bei Betätigung zur Erhöhung der Bremskraft führt, mit der die jeweilige Bremsbacke gegen die Bremsscheibe gepreßt und somit zu einer Erhöhung der Bremsleistung führt. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird hierzu der die Reaktionskräfte der jeweiligen Federanordnung 22, 23 aufnehmende Sitz 28, 29 zur Bremsscheibe 9 hin verlagert.
  • Die Betätigung der durch die vorbeschriebenen Maßnahmen gebildeten Notbremseinrichtung 50 erfolgt durch einen manuell betätigbaren Notschalter 30, über den elektromagnetisch betätigte Hydraulikventile 31, 32 angesteuert werden, die bei Betätigung Hydraulikflüssigkeit aus einem Druckreservoir 33 über Leitungen 34 den Einrichtungen 26, 27 zuleiten.
  • Die anhand von Fig. 2 beschriebene Ausgestaltung der Bremszangenanordnung kann in einer Bremszangenanordnung oder in mehreren Bremszangenanordnungen der Bremsanordnung verwirklicht sein.
  • Das in Fig. 3 dargestellte, weitere Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hebewerks, das als Ganzes mit 200 bezeichnet ist, entspricht in seinem Aufbau und seiner Funktionsweise in wesentlichen Teilen dem HebeWerk 100 gemäß Fig. 1 Demgemäß sind solche Bauteile des Hebewerks 200, die denjenigen des Hebewerks 100 entsprechen, mit um 100 erhöhten Bezugsziffern versehen. Um Wiederholungen zu vermeiden, sei di esbezüglich auf die obige Beschreibung verwiesen. Im folgenden sollen nur die Unterschiede des Hebewerks 200 zum Hebewerk 100 erläutert werden.
  • Beim Hebewerk 200 sind die Wellen der Antriebsmotoren 116, 117 mit Scheibenbremsanordnungen 35, 36 verbunden, mit denen die jeweils zugeordnete Welle gebremst werden kann. Die Scheibenbremsanordnungen 35, 36 bilden zusammen eine Notbremseinrichtung zum Erzeugen einer zusätzlichen Bremskraft.
  • Die Betätigung der Scheibenbremsanordnungen 35, 36 erfolgt in der aus Fig. 4 erkennbaren Weise über einen manuell betätigbaren Notschalter 130, über den ein elektromagnetisch betätigtes Hydraulikventil 131 angesteuert wird, das bei Betätigung Hydraulikflüssigkeit aus den Bremszangen 37, 38 über Leitungen 134 zu einem Tank ableitet. Die Bremszangenanordnungen 37, 38 der Scheibenbremsanordnungen schließen federelastisch in einer den Bremszangen 111, 112 entsprechenden Weise.
  • Bei dem in Fig. 5 ausschnittsweise dargestellten, weiteren Ausführungsbeispiel ist das Hebewerk mit einer Nachlassvorrichtung 40 ausgestattet, die dem langsamen Absenken einer Last mittels des Hebewerkes dient, beispielsweise einer Bohreinrichtung mit Vorschubgeschwindigkeit. Hierzu ist zumindest eines der Schaltgetriebe 19, 20, 119, 120 (beispielhaft soll im folgenden nur auf das Schaltgetriebe 20 Bezug genommen werden) mit einer zusätzlichen Eingangswelle 41 versehen, die an die in der Zeichnung nicht dargestellte Getriebehauptwelle ankuppelbar ist. Ein zusätzlicher Antriebsmotor 42 wirkt über ein Winkelgetriebe 43 auf die Eingangswelle 41. Die gesamte Nachlassvorrichtung 40 ist so dimensioniert, daß mit ihr die maximal für das Hebewerk zulässige Hebelast aufgebracht werden kann. Sie kann somit als Notbremseinrichtung für den Fall eingesetzt werden, daß die Bremsleistung der Bremsanordnung des Hebewerks nachläßt und ein unkontrolliertes Absenken einer Last droht. Der Antriebsmotor 42 ist hierzu als Wechselstrommotor ausgebildet, der über einen Frequenzumrichter betrieben wird. Zur weiteren Erhöhung der Sicherheit können auch zwei Elektromotoren anstatt des einen Antriebsmotors 42 vorgesehen sein.
  • Das in Fig. 6 ausschnittsweise dargestellte Ausführungsbeispiel eines Hebewerks entspricht hinsichtlich .seiner Funktion demjenigen gemäß Fig: 5. Die hier mit 140 als Ganzes bezeichnete Nachlassvorrichtung ist hier jedoch nicht von einer mit dem Schaltgetriebe 20 verbundenen Einheit gebildet, sondern der Antriebsmotor 142 ist über eine Kupplungsanordnung 144 mit der Welle des Antriebsmotors 17 auf der dem Schaltgetriebe 20 gegenüberliegenden Seite verbunden. Wiederum kann der Antriebsmotor 142 durch mehrere Motoren .ersetzt werden.
  • BEZUGSZEICHENLISTE
  • 1, 101
    Rahmen
    2, 102
    Trommel
    3, 103
    Trommelwelle
    4, 104
    Längsseite
    5, 105
    Lagerbock
    6, 106
    Lagerbock
    7, 107
    Stirnseite
    8, 108
    Stirnseite
    9, 109
    Bremsscheibe
    10, 110
    Bremsanordnung
    11, 111
    Bremszangenanordnung
    12, 112
    Bremszangenanordnung
    13, 113
    Wirbelstrombremse
    14, 114
    Antriebseinheit
    15, 115
    Antriebsmotoren
    16, 116
    Antriebsmotoren
    17, 117
    Antriebsmotoren
    18, 118
    Getriebeeinheit
    19, 119
    Schaltgetriebe
    20, 120
    Schaltgetriebe
    21, 121
    Summengetriebe
    22
    Federanordnung
    23
    Federanordnung
    24
    Einrichtung
    25
    Einrichtung
    26
    Einrichtung
    27
    Einrichtung
    28
    Sitz
    29
    Sitz
    30
    Notschalter
    31
    Ventil
    32
    Ventil
    33
    Druckreservoir
    34
    Leitungen
    35
    Scheibenbremsanordnung
    36
    Scheibenbremsanordnung
    37
    Bremszangenanordnung
    38
    Bremszangenanordnung
    40
    Nachlassvorrichtung
    41
    Eingangswelle
    42
    Antriebsmotor
    43
    Winkelgetriebe
    50
    Notbremseinrichtung
    100
    Hebewerk
    S
    Achse
    200
    Hebewerk
    140
    Nachlassvorrichtung
    142
    Antriebsmotor
    144
    Kupplung

Claims (14)

  1. Hebewerk zum Ablassen und Aufholen einer Last, insbesondere einer Bohr- oder Bohrverschlußeinrichtung, insbesondere für den Einsatz auf schwimmenden Bohrplattformen,
    mit mindestens einer Bremsanordnung (10, 110) zum Abbremsen und Halten der Last
    mit einer Notbremseinrichtung (59) zum Erzeugen einer zusätzlichen Bremskraft, wobei die Notbremsanordnung (50) eine zusätzliche Bremseinrichtung umfasst, die wahlweise zu der Bremsanordnung (10, 110) zuschaltbar ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Regeleinrichtung vorgesehen ist, die den jeweiligen Bremsleistungssollwert mit einem für die von der Hauptbremsanordnung (10, 110) erzielten Bremsleistungsistwert charakteristischen Parameter vergleicht und im Falle eines Differenzwertes Bremssollwert - Bremsistwert > 0 die Notbremseinrichtung (50) aktiviert, so dass der Differenzwert etwa 0 entspricht, wobei die maximale Gesamtbremsleistung ≤ 130% des Bremsleistungssollwerts beträgt.
  2. Hebewerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsanordnung (10, 110) zumindest eine auf einen Rotationsteil wirkende Bremsbacke und eine Einrichtung (24, 25, 26, 27) zum Beaufschlagen der mindestens einen Bremsbacke mit einer Bremskraft aufweist, wobei die Notbremsanordnung (50) dadurch ausgebildet ist, dass eine Zusatzeinrichtung zur wahlweisen Ausübung einer zusätzlichen Bremskraft auf den Rotationsteil vorgesehen ist.
  3. Hebewerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (24, 25, 26, 27) zum Beaufschlagen der mindestens einen Bremsbacke mit einer Bremskraft eine die mindestens eine Bremsbacke mit der Bremskraft beaufschlagende Federanordnung (22, 23) umfasst.
  4. Hebewerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (24, 25, 26, 27) eine entgegengesetzt zur Federanordnung (22, 23) wirkende Anordnung zur Steuerung der auf die Bremsbacke ausgeübten Bremskraft umfasst.
  5. Hebewerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzeinrichtung eine Anordnung zum Verlagern des die Reaktionskräfte der Federanordnung (22, 23) aufnehmenden Sitzes umfasst.
  6. Hebewerk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzeinrichtung eine hydraulisch betätigte Einrichtung ist.
  7. Hebewerk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Brems- und die Notbremsanordnung (10, 110; 50) derart ausgestaltet sind, dass jeweils mindestens einhundert Prozent der maximal benötigten Bremsleistung erzielbar sind.
  8. Hebewerk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufbau der Notbremsanordnung (50) zumindest im wesentlichen demjenigen der Hauptbremsanordnung (10, 110) entspricht.
  9. Hebewerk nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit mindestens einem eingangsseitig mit einem Antriebsmotor gekoppelten und abtriebsseitig mit einem Summengetriebe (21, 121) zusammenwirkenden Schaltgetriebe (19, 119; 20, 120), dadurch gekennzeichnet, dass die Notbremsanordnung (50) auf der Eingangsseite und/oder auf der Ausgangsseite des Schaltgetriebes und/oder des Summengetriebes angeordnet ist.
  10. Hebewerk nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Notbremsanordnung (50) durch eine Nachlaßvorrichtung (40) zum gesteuerten oder geregelten Ablassen, Halten oder Aufholen der Last gebildet ist, die zum Abbremsen und Halten der maximalen Hebeleistung des Hebewerkes geeignet ausgebildet ist.
  11. Hebewerk nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachlaßvorrichtung (40, 130) einen elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch angetriebenen Motor (42, 142) umfasst.
  12. Hebewerk nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachlaßvorrichtung (40, 140) ein Schaltgetriebe (19, 119; 20, 120) umfasst, an das der Motor (42, 142) angekuppelt ist.
  13. Hebewerk nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (42, 142) über eine zusätzliche Getriebewelle kuppelbar an das Schaltgetriebe (19, 119; 20, 120) angekuppelt ist.
  14. Hebewerk nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (42, 142) an die Eingangswelle (41) des Schaltgetriebes (19, 119; 20, 120) für einen Hauptantriebsmotor für das Hebewerk kuppelbar angekuppelt ist.
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