WO2017050962A1 - Motorbetriebener kranantrieb - Google Patents

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WO2017050962A1
WO2017050962A1 PCT/EP2016/072678 EP2016072678W WO2017050962A1 WO 2017050962 A1 WO2017050962 A1 WO 2017050962A1 EP 2016072678 W EP2016072678 W EP 2016072678W WO 2017050962 A1 WO2017050962 A1 WO 2017050962A1
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motor
brake
transmission
signal
emergency stop
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PCT/EP2016/072678
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Andreas KUBE
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
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    • B66C15/00—Safety gear
    • 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
    • B66D1/02—Driving gear
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
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    • B66D1/00—Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans
    • B66D1/02—Driving gear
    • B66D1/14—Power transmissions between power sources and drums or barrels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B66D—CAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D1/00—Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans
    • B66D1/54—Safety gear
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B66D—CAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D5/00—Braking or detent devices characterised by application to lifting or hoisting gear, e.g. for controlling the lowering of loads

Definitions

  • the present invention relates to a motor driven crane drive and a method for operating such a crane drive.
  • Safety brake is generally arranged on a flanged wheel of the cable drum, that the drive train at the load end of the rotating To, it is also referred to as cable drum brake ⁇ . Since the safety brake is able to stop and hold the load in addition to the service brake, it is also called auxiliary brake. Crane drives have different methods of stopping a lifting or lowering operation. In any case, a crane drive must have an emergency stop, by which a UNMIT ⁇ telbar imminent or occurring danger can be avoided.
  • This brake is very short dead time to the transported by crane load possible During this braking operation, the rotational mass on the axis of the high-speed engine shaft , in particular of the engine, clutch and brake drum or disk of the service brake, has to be absorbed by the transmission
  • the occurring torque peaks require that the gear must be designed larger than it d he would demand ⁇ ie maximum static load of the crane. Nevertheless, the load peaks are sometimes so great that the service life of the transmission is shortened.
  • An object of the invention is to reduce the load acting on the transmission during an emergency stop.
  • a solution to the problem is a crane drive with the features specified in An ⁇ claim 1.
  • a further solution of the problem is a method having the features specified in claim 4. It is also possible that a corresponding procedure is carried out in the event of an emergency stop.
  • the crane drive is a motor-driven crane drive.
  • the crane drive has a drive motor, a transmission and a cable drum. From the term "rope drum”, all other types of rotary lifting devices, including, for example, chains, straps, etc., are included.
  • the transmission is connected between the drive motor and the cable drum, that a rotation of the drive motor is translated into a slower rotation of the cable drum.
  • the transmission divides the crane drive in a fast ⁇ ler rotating part, as a faster rotating side of the Ge ⁇ drive called, and refers to a slower rotating part, as a slow rotating side of the transmission.
  • Safety brake is designed as a arranged on the cable drum disc brake or a jaw or drum brake. In the crane drive is a to trigger the
  • Safety brake signal used to initiate an electrical braking of the drive motor, ie for generating a current direction of rotation of the drive motor opposite torque used. Thus, a moment is generated which reduces the speed of the motor and thus supports the effect of the safety brake.
  • the signal used to trigger the safety brake is also referred to as the emergency stop or emergency stop signal.
  • the method is a method of operating a powered crane operator in which a faster rotating drive motor drives a slower rotating drum via a transmission. It is on the slower rotating side of the transmission arranged a safety brake.
  • a triggering the safety brake ⁇ nendes signal, in particular due to the operation of an emergency stop switch is used to initiate an electrical braking of the drive motor.
  • the braked by the safety brake inertial mass and thus the load peak in the transmission by a considerable amount is redu ⁇ sheet.
  • the exact height depends on the performance of the motor-inverter combination, but is usually not less than the simple rated torque. This is possible because the inverter power factor of crane drives are generally capable and the kinetic energy of the motor generator driven ⁇ can feed into the grid.
  • the kinetic energy of the motor can be converted by a braking resistor into thermal energy. It is also possible to store the potential energy extracted from the load in a mechanical storage system, e.g. in a spring or a flywheel.
  • the invention results in that in an emergency stop the load acting on the transmission is reduced. As a result, less gear damage occurs and gears or gear parts can be made smaller. This brings especially economic benefits and possibly a higher availability of the drive.
  • Fig. 2 is a diagram for illustrating the in the
  • FIG. 1 shows schematically and not to scale a mo ⁇ tor congressener crane drive, in which an electric motor 1, for example a three-phase motor via a gear 2 drives a rope drum 3.
  • the motor 1 is supplied with electric current via a frequency converter 6.
  • a drive shaft 11 of the engine 1 is connected to a decidedswel ⁇ le 21 of the transmission 2 by means of a coupling device 30.
  • a service brake 4 is arranged on the clutch 30, which rotatably with the clutch 30 verbun ⁇ dene disc 41 and a brake caliper 40 has.
  • the brake caliper 40 mounted brake pads can thereby pressurize the brake disc ⁇ 41 from both sides.
  • the service brake 4 on the fast side of the transmission 2 is only designed as a holding brake for the stationary drive system.
  • a rotational movement of the input shaft 21 of the transmission 2 is translated by three gear stages in a slower rotational movement of the output shaft 22 of the transmission 2.
  • a cable drum 3 is rotatably connected to the output shaft 22.
  • a safety brake 5 is arranged on the cable drum 3, which has a rotatably connected to the cable drum 3 brake disk ⁇ 51 and a brake caliper 50.
  • brake caliper 50 mounted brake pads can act on the brake disc 51 from both sides.
  • After arrival of an emergency stop signal on the slow side of the transmission 2 be ⁇ sensitive cable drum brake 5 is activated.
  • the Seiltrommelbrem ⁇ se 5 engages in a very short time and with very high power to bring a load transported by the crane as quickly as possible to a standstill.
  • a crane operator may, in an emergency, eg when a person is in the danger area below a load, operate an emergency stop switch 70 to bring the cable drum to a standstill as quickly as possible.
  • a first emergency stop signal is he witnesses ⁇ and via a first signal line 7 to a Steuerge ⁇ advises 80 transmitted.
  • the control unit triggers the incoming first emergency stop signal from a process in the course of which a second emergency stop signal is generated and transmitted via a second Sig ⁇ naltechnisch 8 to the cable drum brake 5, and a third emergency stop signal generated via a third signal line 9 is transmitted to the frequency converter 6.
  • the emergency stop signal arriving at the cable drum brake 5 triggers activation of the cable drum brake 5 there, in consequence of which a rotation of the cable drum 3 is decelerated to a standstill and the cable drum 3 is kept at a standstill.
  • the emergency stop signal arriving at the frequency converter 6 triggers activation or maintenance of an air gap torque of the electric motor 1 which is opposite to the direction of rotation of the motor.
  • the kinetic energy of the electric motor 1 is converted into electrical energy and either dissipated via an electrical resistance as heat (resistance brake) or fed back into a power grid 60 or a memory (regenerative braking).
  • the activation of a generator operation of the electric motor 1 leads to an electrical braking of the motor 1, ie the motor 1 itself generates a rotational moment counteracting its rotational movement.
  • the intercepted by the transmission 1 load peak which is generated by the deceleration of the inertial mass of the fast side of the transmission 1 after activating the cable drum brake 5 in the transmission 1, is substantially reduced by the electrical braking of the engine 1, because the inertial mass of the engine. 1 due to its electrical braking, it is not or at least partially not effective.
  • the exact amount of load reduction depends on theticianfä ⁇ ability of the motor-inverter combination, but is usually not less than the simple nominal torque of Ge ⁇ drive 1.
  • Fig. 2 shows a diagram for illustrating the Zeitska- len on which the braking operations take place.
  • torques M are plotted over the time t in the unit ms for a lifting operation with a sudden emergency stop signal.
  • the diagram shows the air gap torque 100 of the motor, the brake torque 110 of the cable drum and the transmission torque 120.
  • a lifting operation of a crane as shown in Fig. 1, instead:
  • the electric motor 1 In the electric motor 1 is a constant air ⁇ gap torque before 100, which is transmitted to the transmission 2 and there acts as a constant transmission torque 120.
  • the brake torque 110 of the cable drum is zero, since the safety brake 5 is not activated.
  • the gearbox ⁇ torque 120 oscillates sinusoidally by a slightly decreasing torque value: the engine torque no longer acts on the transmission 2, but the inertia leaves continue to rotate the gearbox 2.
  • the slightly downward trend of the average value of the Getriebemo ⁇ ments 120 results from the now slow recovery rope, the vibration resulting from the sudden expansion of the transmission. 2
  • the brake torque 110 of the rope drum increases sharply and reaches after about 40 ms its maximum value.
  • this braking torque 110 remains constant at its Maxi ⁇ value, since the safety brake 5 has reached its maximum Bremswir ⁇ kung.
  • this value can be so high that the transmission 2 is damaged.
  • the gear moment 120 oscillates sinusoidally by a slightly decreasing torque value.
  • the maximum value of the transmission torque 120 can be considerably reduced by the present invention.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen motorbetriebenen Kranantrieb, bei dem ein schneller drehender Motor (1) über ein Getriebe (2) eine langsamer drehende Seiltrommel (3) antreibt. Dabei ist auf der langsamer drehenden Seite des Getriebes (2) eine Sicherheitsbremse (5) angeordnet. Ein zur Auslösung der Sicherheitsbremse (5) dienendes Signal wird zur Einleitung einer elektrischen Bremsung des Motors (1) genutzt.

Description

Beschreibung
Motorbetriebener Kranantrieb Die vorliegende Erfindung betrifft einen motorbetriebenen Kranantrieb und ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Kranantriebs .
DE 3838058 AI (Mannesmann AG) 10.05.1980 und EP 1 710 199 AI (Shanghai Zhenhua Port Machinery Co. Ltd.) 11.10.2006 offen¬ baren motorbetriebene Kranantriebe, bei denen ein schnell drehender Motor über ein Getriebe eine langsam drehende Seiltrommel antreibt. Bei diesen Antriebssträngen ist es bekannt, auf der „schnellen Seite" des Getriebes, d.h. auf die schnell laufende Getriebeeingangswelle wirkend, eine Betriebsbremse und auf der „langsamen Seite" des Getriebes, d.h. auf die langsam laufende Getriebeausgangswelle wirkend, eine Sicher¬ heitsbremse anzuordnen. Betriebsbremsen kommen bei den heute bekannten elektrisch bremsenden Systemen kaum als Stoppbremse zum Einsatz, sondern dienen dazu, die Last sicher zu halten. Sicherheitsbremsen dienen als zusätzliche Absicherung der Anlage, z.B. bei einem Bruch einer Getriebewelle. Da die
Sicherheitsbremse in der Regel auf einer Bordscheibe der Seiltrommel, d.h. am lastseitigen Ende des rotierenden An- triebsstrangs , angeordnet ist, wird sie auch als Seiltrommel¬ bremse bezeichnet. Da die Sicherheitsbremse zusätzlich zu der Betriebsbremse in der Lage ist, die Last zu stoppen und zu halten, wird sie auch als Zusatzbremse bezeichnet. Bei Kranantrieben gibt es unterschiedliche Methoden, einen Hebe- oder Senkvorgang zu stoppen. In jedem Fall muss ein Kranantrieb einen Not-Halt aufweisen, durch den eine unmit¬ telbar drohende oder eintretende Gefahr vermieden werden kann. Die Richtlinie 2006/42/EG des europäischen Parlaments und des Rates vom 17. Mai 2006 über Maschinen und zur Ände¬ rung der Richtlinie 95/16/EG definiert im Anhang, Abschnitt 1.2.4.3 einen Not-Halt als ein Stillsetzen im Notfall so, dass der gefährliche Vorgang möglichst schnell zum Stillstand gebracht wird, ohne dass dadurch zusätzliche Risiken entste¬ hen .
DIN EN 13135:2013-05 „Krane - Sicherheit - Konstruktion - An- forderungen an die Ausrüstungen" in Kapitel 5.3.3.1 gibt an, dass bei einer Aktivierung des Not-Halts der Kategorie 1 die Betriebsbremse automatisch ansprechen muss, nachdem die elektrische Bremsung die Bewegung zum Anhalten gebracht hat. Insbesondere beim Not-Halt oder Not-Aus ist es bekannt, die auf der langsamen Seite des Getriebes befindliche Seiltrom¬ melbremse zu aktivieren. Diese Bremse fällt mit sehr kurzer Totzeit ein, um die vom Kran transportierte Last möglichst schnell zum Stillstand zu bringen. Bei diesem Bremsvorgang muss die Drehmasse auf der Achse der schnell laufenden Motor¬ welle, insbesondere von Motor, Kupplung und Bremstrommel bzw. -scheibe der Betriebsbremse, vom Getriebe aufgefangen werden. Das kann dazu führen, dass das Getriebe ein Vielfaches des Nennmomentes als Lastspitze erfährt. Die auftretenden Drehmo- mentspitzen erfordern es, dass das Getriebe größer ausgelegt werden muss als es die maximale statische Last des Krans er¬ fordern würde. Trotzdem sind die Lastspitzen zum Teil so groß, dass sich die Lebensdauer des Getriebes verkürzt. Vöth, Stefan, Hubwerke mit Sicherheitsbremsen, Teile 1-3, in: Hebezeuge Fördermittel, Fachzeitschrift für Technische Logis¬ tik, ISSN 0017-9442, Berlin: Huss-Medien GmbH, 55 (2015), Heft 3, Seiten 150 bis 152; Heft 4, Seiten 192 bis 194; und Heft 5, Seiten 254 bis 255, www.hebezeuge-foerdermittel.de, schlägt vor, bei einem Not-Halt oder Not-Aus die Belastung im Antriebsstrang dadurch zu reduzieren, dass der Bremseingriff von Betriebs- und/oder Sicherheitsbremse möglichst zeitgleich zur Motorabschaltung oder ein zeitgleicher bzw. abgestimmter Eingriff von Sicherheitsbremse und Betriebsbremse erfolgt.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, die bei einem Not-Halt auf dem Getriebe wirkende Last zu reduzieren. Eine Lösung der Aufgabe ist ein Kranantrieb mit den in An¬ spruch 1 angegebenen Merkmalen. Eine weitere Lösung der Aufgabe ist ein Verfahren mit den in Anspruch 4 angegebenen Merkmalen. Es ist auch möglich, dass ein entsprechendes Ver- fahren bei einem Not-Aus durchgeführt wird.
Bei dem Kranantrieb handelt es sich um einen motorbetriebenen Kranantrieb. Der Kranantrieb weist einen Antriebsmotor, ein Getriebe und eine Seiltrommel auf. Von dem Begriff „Seiltrom- mel" sind alle anderen Arten von rotierenden Hebevorrichtungen, die z.B. Ketten, Bänder, o.a. verwenden, mit umfasst.
Dabei ist das Getriebe so zwischen den Antriebsmotor und die Seiltrommel geschaltet, dass eine Drehung des Antriebsmotors in eine langsamere Drehung der Seiltrommel übersetzt wird.
Das Getriebe unterteilt also den Kranantrieb in einen schnel¬ ler drehenden Teil, auch als schneller drehende Seite des Ge¬ triebes bezeichnet, und einen langsamer drehenden Teil, auch als langsamer drehende Seite des Getriebes bezeichnet.
Auf der langsamer drehenden Seite des Getriebes ist eine Sicherheitsbremse angeordnet. Es ist möglich, dass die
Sicherheitsbremse als eine an der Seiltrommel angeordnete Scheibenbremse oder eine Backen- bzw. Trommelbremse ausgebil- det ist. Bei dem Kranantrieb wird ein zur Auslösung der
Sicherheitsbremse dienendes Signal zur Einleitung einer elektrischen Bremsung des Antriebsmotors, d.h. zur Generierung eines der aktuellen Rotationsrichtung des Antriebsmotors entgegengesetzten Moments, genutzt. Somit wird ein Moment ge- neriert, welches die Geschwindigkeit des Motors reduziert und somit die Wirkung der Sicherheitsbremse unterstützt. Das zur Auslösung der Sicherheitsbremse dienende Signal wird auch als Nothalt- oder Notstopp-Signal bezeichnet. Bei dem Verfahren handelt es sich um ein Verfahren zum Betreiben eines motorbetriebenen Kranantriebs, bei dem ein schneller drehender Antriebsmotor über ein Getriebe eine langsamer drehende Seiltrommel antreibt. Dabei ist auf der langsamer drehenden Seite des Getriebes eine Sicherheitsbremse angeordnet. Ein zur Auslösung der Sicherheitsbremse die¬ nendes Signal, insbesondere aufgrund der Betätigung eines Not-Halt-Schalters, wird zur Einleitung einer elektrischen Bremsung des Antriebsmotors genutzt.
Wenn der Motor zeitgleich zum Ansprechen der Sicherheitsbremse oder kurz vorher ein Bremsmoment erzeugt, wird die von der Sicherheitsbremse abzubremsende träge Masse und somit die Lastspitze im Getriebe um einen beträchtlichen Betrag redu¬ ziert. Die genaue Höhe hängt von der Leistungsfähigkeit der Motor-Umrichter-Kombination ab, beträgt aber in der Regel nicht weniger als das einfache Nennmoment. Dies ist möglich, weil die Umrichter an Kranantrieben in der Regel rückspeise- fähig sind und die kinetische Energie des Motors generato¬ risch ins Netz zurückspeisen können.
Alternativ kann die kinetische Energie des Motors durch einen Bremswiderstand in thermische Energie umgewandelt werden. Es ist auch möglich, die aus der Last entnommene potentielle Energie in einem mechanischen Speichersystem zu speichern, z.B. in einer Feder oder einer Schwungmasse.
Die Erfindung führt dazu, dass bei einem Not-Halt die auf das Getriebe wirkende Last reduziert wird. Infolgedessen treten weniger Getriebeschäden auf und Getriebe oder Getriebeteile können kleiner dimensioniert werden. Dies bringt vor allem wirtschaftliche Vorteile sowie gegebenenfalls eine höhere Verfügbarkeit des Antriebs.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei¬ spiels unter Zuhilfenahme der Zeichnung erläutert. Es zeigt schematisch und nicht maßstabsgetreu Fig. 1 einen Kranantrieb, und
Fig. 2 ein Diagramm zur Veranschaulichung der bei den
Bremsvorgängen auftretenden Zeitskalen. Fig. 1 zeigt schematisch und nicht maßstabsgetreu einen mo¬ torbetriebener Kranantrieb, bei dem ein elektrischer Motor 1, z.B. ein Drehstrommotor, über ein Getriebe 2 eine Seiltrommel 3 antreibt. Der Motor 1 wird dabei über einen Frequenzumrich- ter 6 mit elektrischem Strom versorgt.
Eine Antriebswelle 11 des Motors 1 ist mit einer Eingangswel¬ le 21 des Getriebes 2 mittels einer Kupplungseinrichtung 30 verbunden. Dabei ist an der Kupplung 30 eine Betriebsbremse 4 angeordnet, welche eine drehfest mit der Kupplung 30 verbun¬ dene Bremsscheibe 41 und einen Bremssattel 40 aufweist. Im Bremssattel 40 montierte Bremsklötze können dabei die Brems¬ scheibe 41 von beiden Seiten beaufschlagen. Die Betriebsbremse 4 auf der schnellen Seite des Getriebes 2 ist nur als Hal- tebremse für das stehende Antriebssystem ausgelegt.
Eine Drehbewegung der Eingangswelle 21 des Getriebes 2 wird durch drei Getriebestufen in eine langsamere Drehbewegung der Ausgangswelle 22 des Getriebes 2 übersetzt. Eine Seiltrommel 3 ist mit der Ausgangswelle 22 drehfest verbunden. Dabei ist an der Seiltrommel 3 eine Sicherheitsbremse 5 angeordnet, welche eine drehfest mit der Seiltrommel 3 verbundene Brems¬ scheibe 51 und einen Bremssattel 50 aufweist. Im Bremssattel 50 montierte Bremsklötze können dabei die Bremsscheibe 51 von beiden Seiten beaufschlagen. Nach Eintreffen eines Not-Halt- Signals wird die auf der langsamen Seite des Getriebes 2 be¬ findliche Seiltrommelbremse 5 aktiviert. Die Seiltrommelbrem¬ se 5 greift in sehr kurzer Zeit und mit sehr großer Kraft zu, um eine vom Kran transportierte Last möglichst schnell zum Stillstand zu bringen.
Ein Kranführer kann in einem Notfall, z.B. wenn sich eine Person im Gefahrenbereich unterhalb einer Last befindet, einen Not-Halt-Schalter 70 betätigen, um die Seiltrommel so schnell wie möglich zum Stillstand zu bringen. Beim Betätigen des Not-Halt-Schalters 70 wird ein erstes Not-Halt-Signal er¬ zeugt und über eine erste Signalleitung 7 zu einem Steuerge¬ rät 80 übertragen. In dem Steuergerät löst das eingehende erste Not-Halt-Signal einen Vorgang aus, in dessen Verlauf ein zweites Not-Halt-Signal erzeugt und über eine zweite Sig¬ nalleitung 8 zu der Seiltrommelbremse 5 übertragen wird, und ein drittes Not-Halt-Signal erzeugt über eine dritte Signal- leitung 9 zu dem Frequenzumrichter 6 übertragen wird.
Das bei der Seiltrommelbremse 5 eintreffenden Not-Halt-Signal löst dort ein Aktivieren der Seiltrommelbremse 5 aus, in Fol¬ ge dessen eine Rotation der Seiltrommel 3 bis zum Stillstand abgebremst und die Seiltrommel 3 im Stillstand gehalten wird.
Das bei dem Frequenzumrichter 6 eintreffende Not-Halt-Signal löst dort ein Aktivieren oder Aufrechterhalten eines der Rotationsrichtung des Motors entgegengesetzten Luftspaltmoments des Elektromotors 1 aus. Bei einem Generatorbetrieb wird die kinetische Energie des Elektromotors 1 in elektrische Energie gewandelt und entweder über einen elektrischen Widerstand als Wärme abgeführt (Widerstandsbremse) oder in ein Stromnetz 60 oder einen Speicher zurückgespeist (Nutzbremse) .
Die Aktivierung eines Generatorbetriebs des Elektromotors 1 führt zu einer elektrischen Bremsung des Motors 1, d. h. der Motor 1 selbst erzeugt ein seiner Rotationsbewegung entgegen gerichtetes Bremsmoment. Die vom Getriebe 1 abzufangende Lastspitze, welche durch die Abbremsung der trägen Masse der schnellen Seite des Getriebes 1 nach dem Aktivieren der Seiltrommelbremse 5 im Getriebe 1 erzeugt wird, wird durch die elektrische Bremsung des Motors 1 wesentlich reduziert, weil die träge Masse des Motors 1 durch dessen elektrische Brem- sung nicht oder zumindest teilweise nicht zum Tragen kommt. Die genaue Höhe der Lastreduktion hängt von der Leistungsfä¬ higkeit der Motor-Umrichter-Kombination ab, beträgt aber in der Regel nicht weniger als das einfache Nennmoment des Ge¬ triebes 1. Diese Reduktion ist möglich, weil der Umrichter 6 rückspeisefähig ist und die kinetische Energie der Mechanik generatorisch ins Netz 60 zurückspeisen kann. Die vom Steuergerät 80 gesendeten Not-Halt-Signale werden zeitlich so festgelegt, dass das Einfallen der Seiltrommel¬ bremse 5 und die elektrische Bremsung des Motors 1 zum selben Zeitpunkt erfolgen oder die elektrische Bremsung des Motors 1 kurz, insbesondere im Bereich von bis zu wenigen Zehntelse¬ kunden, vor dem Einfallen der Seiltrommelbremse 5 erfolgt. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die vom Getriebe 1 abzufangende träge Masse tatsächlich reduziert wird. Würde sich nämlich die elektrische Bremsung des Motors 1 gegenüber dem Einfallen der Seiltrommelbremse 5 verzögern, wäre eine Reduktion der Last nicht erreichbar.
Das zur Auslösung der Sicherheitsbremse 5 dienende Not-Halt- Signal, welches von dem Not-Halt-Schalter 70 erzeugt wird, wird in dem Steuergerät 80 zur Generierung eines weiteren, an den Umrichter 6 adressierten Not-Halt-Signals und somit zur Einleitung einer elektrischen Bremsung des Motors 1 genutzt.
Fig. 2 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung der Zeitska- len, auf denen die Bremsvorgänge stattfinden. Im Diagramm sind für einen Anhebevorgang mit einem plötzlich erfolgendem Not-Halt-Signal Drehmomente M über der Zeit t in der Einheit ms aufgetragen. Im Diagramm sind das Luftspaltmoment 100 des Motors, das Bremsmoment 110 der Seiltrommel und das Getriebe- moment 120 aufgetragen.
Zunächst findet ein Anhebevorgang eines Krans, wie in Fig. 1 gezeigt, statt: Im Elektromotor 1 liegt ein konstantes Luft¬ spaltmoment 100 vor, welches auf das Getriebe 2 übertragen wird und dort als ein konstantes Getriebe-Drehmoment 120 wirkt. Das Bremsmoment 110 der Seiltrommel ist Null, da die Sicherheitsbremse 5 nicht aktiviert ist.
Zum Zeitpunkt S, ungefähr bei t = 100 ms, erfolgt ein Not- Halt-Signal, was ein Abschalten des Motors 1 auslöst. Dadurch fällt das Luftspaltmoment 100 des Motors 1 unmittelbar auf Null ab. Gleichzeitig wird durch das Not-Halt-Signal die Sicherheitsbremse 5 ausgelöst. Zwischen dem Zeitpunkt S des Not-Halt-Signals und dem Anstei¬ gen des Bremsmoments 110 zum Zeitpunkt A liegt eine Zeitspan¬ ne von ca. 200 ms, in dem die Bremsbeläge von ihrer Ruhestel¬ lung an die Bremsscheibe gefahren werden. Nach den 200 ms, d.h. bei Zeitpunkt A, liegen die Bremsbeläge an der Brems¬ scheibe an. Ab diesem Zeitpunkt steigt der Anpressdruck der Bremsbeläge an die Bremsscheibe, was den steilen Anstieg des Bremsmoments 110 der Seiltrommel hervorruft.
Zwischen dem Zeitpunkt S des Not-Halt-Signals und dem Anstei¬ gen des Bremsmoments 110 zum Zeitpunkt A schwingt das Getrie¬ bemoment 120 sinusförmig um einen leicht abnehmenden Drehmoment-Wert: das Motormoment wirkt nicht mehr auf das Getriebe 2, aber die Trägheit lässt das Getriebe 2 weiter rotieren. Die leicht fallende Tendenz des Mittelwertes des Getriebemo¬ ments 120 resultiert aus dem sich nun langsam entspannenden Seil, die Schwingung ergibt sich aus der plötzlichen Entspannung des Getriebes 2.
Sobald die Bremsbeläge der Sicherheitsbremse 5 an der Brems¬ scheibe anliegen, steigt das Bremsmoment 110 der Seiltrommel stark an und erreicht nach ca. 40 ms seinen Maximalwert.
Gleichzeitig und ähnlich abrupt steigt das Getriebemoment 120 an, da nun die träge Masse der mit der Getriebeeingangswelle 21 verbundenen Elemente des Antriebsstrangs, insbesondere des Motors 1, der Kupplung 30 und der Betriebsbremse 4, „von vor¬ ne", d.h. über die Getriebeeingangswelle 21, auf das Getriebe 2 einwirken.
Ab dem Zeitpunkt B, d.h. dem Zeitpunkt, zu dem das Bremsmo¬ ment 110 an der Seiltrommel seinen maximalen Wert erreicht hat, bleibt dieses Bremsmoment 110 konstant auf seinem Maxi¬ malwert, da die Sicherheitsbremse 5 ihre maximale Bremswir¬ kung erreicht hat. Unmittelbar nach dem Zeitpunkt B erreicht auch das Getriebemoment 120 seinen Maximalwert; dieser Wert kann so hoch sein, dass das Getriebe 2 geschädigt wird. Nach dem Erreichen des Maximalwerts des Getriebemoments 120 schwingt das Getriebemoment 120 sinusförmig um einen leicht abnehmenden Drehmoment-Wert.
Durch die vorliegende Erfindung kann der Maximalwert des Ge- triebemoments 120 erheblich verringert werden.

Claims

Patentansprüche
1. Motorbetriebener Kranantrieb, bei dem ein Motor (1) über ein Getriebe (2) eine Seiltrommel (3) antreibt und auf der langsamer drehenden Seite des Getriebes (2) eine Sicherheits¬ bremse (5) angeordnet ist, wobei ein zur Auslösung der
Sicherheitsbremse (5) dienendes Signal zur Einleitung einer elektrischen Bremsung des Motors (1) genutzt wird.
2. Motorbetriebener Kranantrieb nach Anspruch 1, mit einem Frequenzumrichter (6) zur Steuerung des Motors (1) .
3. Motorbetriebener Kranantrieb nach Anspruch 1 oder 2, mit einem Steuergerät (80) zur Generierung und zeitlichen Festle- gung des Signales zur Einleitung einer elektrischen Bremsung des Motors ( 1 ) .
4. Verfahren zum Betreiben eines motorbetriebenen Kranantriebs, bei dem ein schneller drehender Motor (1) über ein Getriebe (2) eine langsamer drehende Seiltrommel (3) antreibt und auf der langsamer drehenden Seite des Getriebes (2) eine Sicherheitsbremse (5) angeordnet ist, wobei ein zur Auslösung der Sicherheitsbremse (5) dienendes Not-Haltsignal zur Ein¬ leitung einer elektrischen Bremsung des Motors (1) genutzt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das zur Auslösung der Sicherheitsbremse (5) dienende Signal in einem Steuergerät (80) empfangen wird, das Steuergerät (80) nach Empfang des Signals ein Signal zur Einleitung einer elektrischen Bremsung des Motors (1) generiert und zeitlich festlegt, und das Sig¬ nal zur Einleitung einer elektrischen Bremsung des Motors (1) an einen Motor oder einen den Motor speisenden Umrichter sendet .
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019108411B4 (de) * 2019-04-01 2020-12-03 Emg Automation Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines Antriebsstrangs, insbesondere an Krananlagen
DE102020124135A1 (de) 2020-09-16 2022-03-17 Emg Automation Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines Bremsvorgangs in einem Antriebsstrang
DE102021110606A1 (de) 2021-04-26 2022-10-27 Movecat GmbH Bremseinheit mit einer Magnetbremse für elektrisch angetriebene Hebezeuge
DE102021128974B3 (de) 2021-11-08 2023-03-23 Fernsteuergeräte Kurt Oelsch GmbH Seillängengeber mit elektrischem Antrieb
DE102022115657A1 (de) * 2022-06-23 2023-12-28 Ringspann Gmbh Bremssystem und Verfahren zum Bremsen mit variabler Bremskraft

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3838058A1 (de) 1988-11-07 1990-05-10 Mannesmann Ag Antriebsueberwachung einer antriebskette
EP1710199A1 (de) 2005-04-06 2006-10-11 Shanghai Zhenhua Port Machinery Co. Ltd. Hebevorrichtung für zwei Container
WO2011129705A1 (en) * 2010-04-13 2011-10-20 Smartmotor As Lifting device
DE102013209361A1 (de) * 2013-05-21 2014-11-27 M.A.T. Malmedie Antriebstechnik Gmbh Antriebsstrang für Hubwerke

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3278160A (en) 1963-09-23 1966-10-11 Sallow Karl Ake Automatic electrical controls for a winch, capstan or the like
CN2094540U (zh) 1991-06-18 1992-01-29 张艳秋 一种起升机构调速控制装置
ES2093898T3 (es) * 1993-10-06 1997-01-01 Abus Kransysteme Gmbh & Co Kg Dispositivo para el accionamiento de un equipo elevador.
JP3834073B2 (ja) * 1994-06-22 2006-10-18 株式会社安川電機 巻上・巻下機の停止方法
DE4440420C3 (de) 1994-11-07 2003-07-24 Demag Cranes & Components Gmbh Verfahren und Einrichtung zum Überwachen und/oder Steuern der Drehzahl eines Elektroantriebs mit Frequenzumrichter für Hubwerke
DE19905020A1 (de) * 1999-01-28 2000-08-10 Mannesmann Ag Verfahren zur ständigen Überwachung der ordnungsgemäßen Betriebsfunktion eines Kranes
FI20002084A0 (fi) * 2000-09-21 2000-09-21 Kci Kone Cranes Int Oy Menetelmä nosturin jarrun toiminnan valvomiseksi
CA2504749C (en) * 2004-04-27 2008-10-14 National-Oilwell, L.P. Electric winch
DE102006003832B4 (de) 2006-01-26 2008-10-16 Bubenzer Bremsen Gerhard Bubenzer Ing. Gmbh Steuer- und Regelanordnung zur Sicherung einer Fördereinrichtung, Fördereinrichtung und Krananlage
CN101780929A (zh) 2009-01-19 2010-07-21 抚顺永茂建筑机械有限公司 塔式起重机起升机构调速控制系统
CN201560079U (zh) 2009-10-28 2010-08-25 张晓明 永磁同步电动葫芦
CN202208616U (zh) 2011-08-03 2012-05-02 兰州兰石国民油井石油工程有限公司 单级齿轮传动钻机绞车
FI20115922A0 (fi) 2011-09-20 2011-09-20 Konecranes Oyj Nosturin ohjaus
CN202729675U (zh) 2012-05-11 2013-02-13 湖北三六重工有限公司 一种控制堆取料机料耙的高扬程电动葫芦
CN202848956U (zh) 2012-10-12 2013-04-03 山东宇飞传动技术有限公司 一种长运距大牵引力变频运输绞车
CN202864794U (zh) 2012-10-12 2013-04-10 山东宇飞传动技术有限公司 一种变频无极绳连续牵引车
DE102013200578A1 (de) 2013-01-16 2014-07-17 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Antriebsregelung
CN103449325A (zh) 2013-07-30 2013-12-18 洛阳翔霏机电科技有限责任公司 一种提升绞车的下放系统
ES2698673T3 (es) 2015-02-02 2019-02-05 Flender Gmbh Disposición de accionamiento, máquina de trabajo con al menos una tal disposición de accionamiento así como procedimiento para hacer funcionar una tal disposición de accionamiento

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3838058A1 (de) 1988-11-07 1990-05-10 Mannesmann Ag Antriebsueberwachung einer antriebskette
EP1710199A1 (de) 2005-04-06 2006-10-11 Shanghai Zhenhua Port Machinery Co. Ltd. Hebevorrichtung für zwei Container
WO2011129705A1 (en) * 2010-04-13 2011-10-20 Smartmotor As Lifting device
DE102013209361A1 (de) * 2013-05-21 2014-11-27 M.A.T. Malmedie Antriebstechnik Gmbh Antriebsstrang für Hubwerke

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Hebezeuge Fördermittel, Fachzeitschrift für Technische Logistik", vol. 55, 2015, HUSS-MEDIEN GMBH, article "Hubwerke mit Sicherheitsbremsen", pages: 150 - 152
"HEBEZEUGE FÖRDERMITTELL, FACHZEITSCHRIFT FÜR TECHNISCHE LOGISTIK", pages: 192 - 194
"HEBEZEUGE FÖRDERMITTELL, FACHZEITSCHRIFT FÜR TECHNISCHE LOGISTIK", pages: 254 - 255

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DE102015218300A1 (de) 2017-03-23

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