WO2021204778A1 - Method for raising and/or lowering a load using lifting gear - Google Patents

Method for raising and/or lowering a load using lifting gear Download PDF

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WO2021204778A1
WO2021204778A1 PCT/EP2021/058903 EP2021058903W WO2021204778A1 WO 2021204778 A1 WO2021204778 A1 WO 2021204778A1 EP 2021058903 W EP2021058903 W EP 2021058903W WO 2021204778 A1 WO2021204778 A1 WO 2021204778A1
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lifting
load
electric motor
lowering
movement
Prior art date
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PCT/EP2021/058903
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German (de)
French (fr)
Inventor
Jörg Müller
Marco Lenzen
Jürgen ROTHMANN
Uwe Brucherseifer
Ralph Eising
Lukas Pieper
Kimmo Aarnio
Saku Kahila
Antti Leino
Original Assignee
Konecranes Global Corporation
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Publication date
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    • B66C2700/081—Electrical assemblies or electrical control devices for cranes, winches, capstans or electrical hoists with ac motors

Definitions

  • the invention relates to a method for lifting and / or lowering a load by means of a lifting mechanism, a torque required for a lifting movement or a lowering movement of the lifting mechanism being provided by at least one electric motor of the lifting mechanism.
  • the present invention is based on the object of creating a generic method by means of which the handling capacity of the hoist can be increased.
  • the handling capacity is increased according to the invention in that when lifting and / or lowering the load, an actual value, preferably a characteristic value (load indicator) specified as an indicator for the load on the hoist, is determined and compared with a predetermined threshold value and the electric motor is electrically switched over as a function of the comparison result.
  • an actual value preferably a characteristic value (load indicator) specified as an indicator for the load on the hoist
  • the lifting movement or lowering movement of the hoist is interrupted while the load is being lifted and / or lowered and, after switching, the lifting movement or lowering movement is then continued for further lifting or lowering of the load.
  • lifting refers to the phase of the lifting gear's load pick-up that takes place before the load is lifted, in which the load is not yet freely suspended, but rather the load is supported in some way, for example by contact with the ground.
  • This phase accordingly includes the lifting movements of the lifting mechanism that take place when the load is picked up, but also any interruptions in two successive lifting movements.
  • the lifting in the present context only includes states in which the load or its mass has not yet been completely taken up or is supported by the lifting mechanism despite a lifting movement of the lifting mechanism that has already taken place, but only the load on the lifting mechanism or the associated electric motor rises or rises is.
  • An actual lifting i.e. moving away from the ground, the load does not take place here or not yet.
  • the respective actual value of the characteristic value used as a load indicator is when lifting, i.e. when the load is not yet hanging freely on the hoist, but is still supported, from the mass independent of the load.
  • a method is created in which, during the lifting and / or lowering of the load, an electric motor of the hoist is switched over electrically depending on the actual value determined for the corresponding load indicator (load indicator value) or the comparison result, in order to increase the handling capacity by means of to optimize this switching.
  • the actual value (load indicator value) determined for the respective load indicator is therefore used as a measure of the load on the hoist during the lifting of the load and can, for example, be a corresponding measured value or based on such a measured value, for example arithmetically, be determined.
  • At least one known measuring device can be provided to determine the corresponding measured values.
  • the actual value used as the load indicator value can be a load value, for example.
  • the load value can in the usual way be a value which represents a load force which is generated by the load when it is lifted and which acts on the
  • the rate of change and / or rate of change of load values can also be used as the load indicator value.
  • a suitable load sensor can then be provided as the measuring device, for example, in order to be able to measure or determine directly or indirectly one or more load values and / or their rates of change and / or rates of change.
  • an actual value in the form of a speed or acceleration of a device moved by means of the lifting mechanism can also be used as the load indicator value
  • Component are used, which can be, for example, a hoist rope or some other type of support means for the load.
  • a switching process can be carried out in a simple manner during the lifting and / or lowering, in particular during the interruption of the lifting movement or the lowering movement.
  • the operator of the hoist for example a crane driver, does not have to decide which gear to use, nor does he have to know the mass of the load.
  • switching times can be significantly reduced compared to the state of the art. So it can be avoided lifting movements and lowering movements in the wrong gear.
  • a mechanical switching unit can advantageously be dispensed with.
  • the handling performance can thus be optimized with the method according to the invention.
  • the switching according to the invention can of course be brought about, prevented or reversed by active intervention by the operator, for example by corresponding actuation of a master switch.
  • the electric motor is electrically switched between different winding circuits depending on the comparison result in order to either provide the torque required for the lifting movement of the hoist according to a first speed-torque characteristic curve of the electric motor and for this purpose a first winding circuit of the Switch on the electric motor or provide the torque required for the lifting movement of the hoist according to a second speed-torque characteristic curve of the electric motor and switch on a second winding circuit of the electric motor for this purpose.
  • the first winding circuit is switched on when lifting as long as the actual value fulfills a first condition that takes into account the predetermined threshold value, and the second winding circuit is switched on by switching the electric motor accordingly, or at the earliest when the actual value is reached fulfills a second condition that takes into account the predefined threshold value and deviates from the first condition.
  • the second winding circuit is preferably switched on immediately when the second condition is met.
  • the actual value used for the threshold value comparison is a load value and / or a rate of change and / or rate of change of load values when increasing, it can be provided that the first condition is met if or as long as the actual value is below the respectively specified Threshold value is, and the second condition is met if or as soon as the actual value is at or above the threshold value.
  • the actual value used for the threshold value comparison is a speed or acceleration of a component moved by means of the hoist when increasing, it can be provided that the first condition is met if or as long as the actual value is above the respective threshold value and the the second condition is met if or as soon as the actual value is at or below the threshold value.
  • each corresponding electric motor By electrically switching between different winding circuits, each corresponding electric motor can be operated with different speed-torque characteristics. At least two different winding circuits are possible, it being possible to switch between a first electrical winding circuit with an associated first speed-torque characteristic curve and a second electrical winding circuit with an associated second speed-torque characteristic curve.
  • the first winding circuit of the electric motor is switched on as standard (default) and is only switched to the second winding circuit when required. This applies in particular to lifting, preferably also to putting down a load.
  • a torque necessary for a lowering movement of the hoisting gear is provided via the electric motor of the hoisting gear, with an actual value, preferably a characteristic value (load indicator) established as an indicator for the load on the hoisting gear, when the load is set down. , is determined and compared with a predetermined threshold value and, depending on the comparison result, the electric motor is switched over electrically in order to optimize the speed of the further lowering movement or the next lifting movement and thus the handling capacity.
  • the load deposited in this way can previously be lifted according to the inventive method for lifting a load or on any be lifted up and, for example, off the ground in another way.
  • lowering refers to the phase of the load transfer of the hoist that takes place after the previously freely suspended load has been lowered, in which the load is no longer freely suspended, but the load is supported in some way, for example through contact with the ground.
  • This phase accordingly includes the lowering movements of the hoist that take place when the load is transferred, but also any interruptions in two successive lowering movements.
  • the setting down in the present context only includes states in which the load or its mass is no longer completely or not at all picked up by the lifting mechanism after a lowering movement of the lifting mechanism and thus the load on the lifting mechanism or the associated electric motor sinks or has sunk.
  • An actual lowering that is to say moving towards the ground, the load does not take place or no longer takes place.
  • the respective actual value of the characteristic value used as a load indicator can be independent of the mass of the load when it is lowered, i.e. when the load is no longer hanging freely on the hoist but is (already) supported.
  • an electric motor of the hoist depending on the actual value determined for the corresponding load indicator Value (load indicator value) or the comparison result is switched electrically in order to optimize the handling performance by means of this switching.
  • Switching can also only take place, and in particular independently of the determined actual values, when the lowering movement has been completed after it has been completely set down and is interrupted for the initiation of the next lifting movement, for example immediately before the next lifting movement.
  • the actual value (load indicator value) determined for the respective load indicator, particularly during the lowering movement of the hoist, is therefore used as a measure of the load on the hoist during the load transfer when it is set down and can, for example, be a corresponding measured value or on such a value Measured value can be determined based on, for example arithmetically. At least one known measuring device can be provided to determine the corresponding measured values.
  • the same characteristic values can be used as load indicators for the lowering or lowering movement of the lifting mechanism as for the lifting or lifting movement of the lifting mechanism.
  • the threshold value specified for the lowering or lowering movement of the lifting mechanism can correspond in terms of amount to the threshold value specified for lifting or the lifting movement of the lifting mechanism or can differ therefrom. It is also fundamentally conceivable that when lifting and lowering or the corresponding movement of the hoisting gear, various of the load indicators mentioned above or correspondingly determined actual values thereof are used, for example the speed of a component moved by means of the hoisting gear when lifting and a load value when lowering .
  • the electric motor is electrically switched between different winding circuits as a function of the comparison result in order to either provide the torque required for the lowering movement of the hoist according to a first speed-torque characteristic curve of the electric motor and for this purpose a first winding circuit of the electric motor to switch on or to provide the torque required for the lowering movement of the hoist according to a second speed-torque characteristic curve of the electric motor and to switch on a second winding circuit of the electric motor for this purpose.
  • the first winding circuit can only be switched on or at the earliest when the actual value meets a first condition that takes into account the predetermined threshold value, and the second winding circuit of the electric motor by corresponding switching of the electric motor Settling is switched on at least as long as the actual value is a second condition that takes into account the predefined threshold value and deviates from the first condition Fulfills. Accordingly, the lowering movement of the hoist to switch on the first winding circuit can be interrupted immediately when the first condition is fulfilled (again) or (at the latest) after the load has been completely deposited. If no interruption of the lowering movement is desired, the switchover can only take place independently of the determined actual values when the lowering movement is interrupted after it has been completely set down and the next lifting movement is imminent.
  • the lowering movement should in any case continue without interruption in order to lower the suspension element further and then to separate the load from the suspension element.
  • the first winding circuit is not used for the lowering movement, but only again during the next lifting process or the next lifting movement.
  • the actual value used for the threshold value comparison is a load value and / or a rate of change and / or rate of change of load values when the actual value is set, it can be provided that the first condition is met if the actual value is below the respectively specified threshold value , and the second condition is met if the actual value is at or above the threshold value. If the actual value used for the threshold value comparison is a speed or acceleration of a component moved by means of the hoist, it can be provided that the first condition is met if the actual value is above the respective threshold value and the second condition is fulfilled if the actual value is at or below the threshold value.
  • the electric motor is not switched over electrically immediately, but only at the next standstill of the hoist brought about by the operator of the hoist. This also applies analogously if a different load indicator value is used than a load value.
  • the first speed-torque characteristic curve is a relative to the second speed-torque Characteristic enables faster lifting and / or lowering movement.
  • the torque is higher in the second speed-torque characteristic than in the first speed-torque characteristic.
  • the electric motor enables a faster lifting and / or lowering movement and a lower torque if the first winding circuit is switched on, and a comparatively slower lifting and / or lowering movement and a higher torque if the second winding circuit is switched on.
  • the determination of the corresponding actual value takes place automatically and / or the comparison of the actual value with the predetermined threshold value takes place automatically and / or the lifting and / or lowering movement when lifting and / or lowering the load is automatically interrupted and / or the electric motor is automatically switched over electrically, preferably between different winding circuits, and / or the lifting and / or lowering movement for further lifting and / or lowering of the load is continued automatically.
  • the respective threshold value for the lifting movement or the lowering movement is stored in the control.
  • the determination of the actual value and / or the comparison of the actual value with the predefined threshold value and / or the interruption of the lifting and / or lowering movement when lifting and / or lowering the load and / or the electrical switchover of the electric motor and / or the continuation of the lifting and / or lowering movement for further lifting and / or lowering of the load can also be carried out manually, for example by means of an input by the operator.
  • the specification of the respective threshold value can take place taking into account the motor data of the electric motor. It is also conceivable that the respective threshold value is determined by the controller and then specified. The actual value is advantageously determined and the actual value is compared with the predefined threshold value continuously while the load is being lifted and / or set down, preferably also after the load is lifted and before the load is set down, preferably during the entire lifting and / or lowering period / or lowering movement of the hoist.
  • a holding brake of the lifting mechanism is closed, preferably automatically, as soon as the lifting and / or lowering movement is interrupted and remains closed while the electric motor is switched electrically, preferably between different winding circuits. It is also possible that the holding brake is only opened again when the lifting and / or lowering movement is continued.
  • the load is held, preferably exclusively, by means of the holding brake, so that the load on the electric motor is correspondingly relieved during the switching process.
  • the load is supported when it is lifted and / or lowered and the load on the hoist or electric motor is reduced accordingly. If the load is, for example, on the ground, as is the case when lifting and lowering, the load force or load acting on the electric motor or the hoisting gear is less than a load force or load that acts when the same load is applied hangs freely on the suspension element of the hoist. This has a corresponding effect on the respective load indicator used or its determined actual value (s).
  • the invention is also directed to a lifting mechanism with at least one electric motor and a controller which is designed and set up to carry out a method according to the invention in accordance with one of the aforementioned embodiments.
  • the electric motor used in the method or lifting mechanism according to the invention is particularly preferably an electric motor with reversible windings.
  • Electric motors are therefore used whose electrical characteristics can be changed, whereby they can be connected differently as required, for example between a first winding circuit in the serial mode and a second winding circuit in the parallel mode.
  • the windings in particular the entire winding material, can be better utilized in winding-switchable electric motors than in pole-changing motors with separate windings, in which only one of the windings is used at the same time.
  • Star-delta connections are also possible here.
  • Such winding-switchable electric motors are already known and are offered, for example, by the suppliers Leroy Somer or Konesco.
  • a switchable winding concept can also be used, which is designed with two separate windings or winding sets and, as a winding circuit, allows a star connection, in particular these windings or winding sets.
  • One of these winding sets can be "switched off", especially with regard to the star connection, and the switched-off winding set can be connected in series with the other winding set or in serial mode.
  • the winding circuit and the associated speed-torque characteristic curve for the lower speed and correspondingly slower lifting / lowering speed in the context of the present invention is not or not only used for fine positioning, but in particular for continuous Raise or lower.
  • the inverting circuits are also preferably used in order to be able to move particularly light loads particularly quickly.
  • Each winding circuit of the electric motor preferably has a specific speed-torque characteristic curve which differs from the speed-torque characteristic curve of another winding circuit.
  • the electric Switching between the respective winding circuits is preferably carried out by means of the controller.
  • the preferably winding-reversible electric motor used with the winding circuit that can be switched on depending on the comparison result and the associated speed-torque characteristic curve can be operated in such a way that the speed or speed can be further increased at low loads than it is conventionally the case. This has a particularly advantageous effect on long lifting and lowering paths due to the shortened cycle times.
  • the hoists are designed in such a way that the maximum loads can be lifted at low speed and with the appropriate winding switching.
  • converter drives conventionally allow movement at a higher speed than the low nominal speed with the appropriate winding circuitry, but there is a speed limit that cannot be exceeded.
  • the electric motor it is now possible for the electric motor to be operated according to a further speed-torque characteristic curve, which allows higher speeds in particular with light loads.
  • the invention is also directed to a crane, in particular a harbor crane, in particular a mobile harbor crane, with a hoist according to one of the preceding embodiments.
  • a mobile harbor crane is known from WO 2011/098542 A1.
  • Mobile Harbor Cranes are already known from the Konecranes Global Corporation company brochure entitled “Diesel-Electric Model 4 Mobile Harbor Cranes”, with which containers or bulk goods are handled in seaports or container terminals.
  • Such a mobile harbor crane essentially consists of an undercarriage, with which the mobile harbor crane is supported on land, for example a quay, or on a floating pontoon, and an uppercarriage rotatably mounted on the undercarriage about a vertical axis.
  • the undercarriage can be moved over tires on the quay or over rail wheels on rails. During the handling operation, the undercarriage can be supported by supports will.
  • a tower extending in the vertical direction, a slewing mechanism for rotating the superstructure, a lifting mechanism for lifting a load and a counterweight are arranged on the superstructure.
  • a boom is provided which can be connected to the superstructure or the tower on a side of the tower facing away from the counterweight so that it can pivot about a horizontal luffing axis.
  • the boom can be pivoted from its laterally projecting operating position into a less cantilevered or upright rest position by means of a luffing cylinder articulated on the boom and on the superstructure or tower.
  • the boom is preferably designed as a framework construction, for example in the form of a lattice mast.
  • some of the aforementioned components can also be omitted or otherwise connected to one another, since the presence of a hoist is sufficient for the method according to the invention to be applicable.
  • the crane does not have a superstructure and that the tower with the boom is mounted on the undercarriage via the slewing gear and can be rotated together about a vertical axis.
  • the hoist and the counterweight are then not carried by the superstructure, but are each arranged at a different suitable point on the crane, for example on the tower.
  • FIG. 1 shows a schematic view of an exemplary mobile harbor crane
  • FIG. 2 shows a step sequence plan for the schematic sequence of the method according to the invention when lifting (load value remains below the predetermined threshold value)
  • FIG. 3 shows a step sequence plan for the schematic sequence of the method according to the invention when lifting (load value exceeds predetermined threshold value)
  • FIG. 4 shows a step-by-step plan for the schematic sequence of the method according to the invention when setting down (load value falls below the specified threshold value) with switchover after setting down
  • FIG. 5 shows a step-by-step plan for the schematic sequence of the method according to the invention when setting down (load value falls below the specified threshold value) with switchover during setting down
  • Figure 6 shows a diagram of speed-torque characteristics of the electric motor in the first winding circuit
  • Figure 7 shows a diagram of speed-torque characteristics of the electric motor in the second winding circuit.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a mobile harbor crane 1 for handling standardized containers, in particular ISO containers, or other piece goods between land and water or vice versa or within corresponding handling terminals.
  • the mobile harbor crane 1 can also be equipped with a gripper for handling bulk goods.
  • the mobile harbor crane 1 essentially consists of an undercarriage 2 and an optional uppercarriage 3 with a tower 4 and a boom 5.
  • the mobile harbor crane 1 is supported on land, here a quay 7, via its undercarriage 2.
  • the mobile harbor crane 1 can be moved on the quay 7 via the undercarriage 2 with the chassis 6, in particular a wheel-tire chassis, and is supported on the quay 7 via a support device 8, in particular its supports, during the transshipment operation. It is also possible for the mobile harbor crane 1 to be movable on rails or to be fixed in a stationary manner on a floating pontoon.
  • the optional upper carriage 3 is mounted on the undercarriage 2 and can be pivoted by a slewing mechanism d about a vertical axis of rotation D and in particular relative to the undercarriage 2.
  • the slewing gear d usually has a slewing ring in engagement with a drive gear.
  • the superstructure 3 also carries a lifting mechanism h and a counterweight 9 in the rear area.
  • the lifting mechanism h has at least one winding-reversible electric motor.
  • the mobile harbor crane 1 comprises a control by means of which the method according to the invention (see FIGS. 2 to 5) can be carried out.
  • the tower 4 extending in the vertical direction is also supported on the superstructure 3, at the top of which a roller head 10 with cable sheaves is fastened by way of example.
  • the boom 5 is articulated to the tower 4, approximately in the region of its half length and on its side facing away from the counterweight 9.
  • the boom 5 is pivotably connected to the tower 4 about a horizontal luffing axis W and additionally from its laterally projecting operating position to an upright rest position via a luffing mechanism w articulated on the boom 5 and below the superstructure 3, which is usually designed as a hydraulic cylinder pivotable.
  • the boom 5 is designed in the usual way as a lattice mast.
  • Figures 2 to 5 each show an example of a step sequence plan for the schematic sequence of the method according to the invention when lifting ( Figures 2 and 3) or lowering ( Figures 4 and 5) a load, lowering being possible, for example, after a previous lifting according to Figure 2 or 3 , especially afterwards.
  • a load value is determined here as the actual value and used as the load indicator value in the above sense.
  • other stress indicators are respectively
  • Characteristic values are conceivable in order to carry out the method according to the invention.
  • the method according to the invention can of course also be carried out not only by the mobile harbor crane 1 shown by way of example in FIG. 1, but also by a differently used hoist h with at least one electric motor and a correspondingly designed and equipped control.
  • Step 1A lifting the load L, the torque required for the lifting movement being provided according to a first speed-torque characteristic curve (faster lifting movement) of the electric motor and a first winding circuit of the electric motor being switched on for this purpose;
  • Step II-A Automated determination of the load value when lifting the load L;
  • Step II l-A automated comparison of the determined load value with a predetermined threshold value (result: load value is less than the predetermined threshold value);
  • Step IV-A1 Automated continuation of the lifting movement for further lifting of the load L, the torque required for the lifting movement still being provided according to the first speed-torque characteristic curve of the electric motor and the first winding circuit of the electric motor being switched on for this purpose.
  • the determined load value exceeds the predetermined threshold value, so that a switchover takes place, and in particular an interruption of the lifting movement before the switchover.
  • the main steps of the procedure are accordingly as follows:
  • Step I-A Lifting the load L, the power required for the lifting movement being provided according to a first speed-torque characteristic curve (faster lifting movement) of the electric motor and a first winding circuit of the electric motor being switched on for this purpose;
  • Step II-A Automated determination of the load value when lifting the load L;
  • Step II l-A automated comparison of the determined load value with a predetermined threshold value (result: load value is greater than the predetermined threshold value);
  • Step IV-A2 Automated interruption of the lifting movement while the load L is being lifted
  • Step V-A2 Automated closing of the holding brake of the hoist h
  • Step VI-A2 Automated electrical switching of the electric motor, the second winding circuit of the electric motor being switched on;
  • Step VI I-A2 Automated opening of the holding brake of the hoist h
  • Step VIII-A2 Automated continuation of the lifting movement for further lifting of the load L, the power required for the lifting movement being provided according to a second speed-torque characteristic curve (slower lifting movement) of the electric motor and the second winding circuit of the electric motor being switched on for this purpose.
  • Step 1-B putting down the load L, the power required for the lowering movement being provided according to a second speed-torque characteristic curve (slower lowering movement) of the electric motor and a second winding circuit of the electric motor being switched on for this purpose;
  • Step I l-B Automated determination of the load value when the load L is set down
  • Step II l-B automated comparison of the determined load value with a predetermined threshold value (result: load value is less than the predetermined threshold value)
  • Step IV-B1 Automated continuation of the lowering movement to further lower the load L, the power required for the lowering movement still being provided according to the second speed-torque characteristic curve (slower lowering movement) of the electric motor and the second winding circuit of the electric motor being switched on for this purpose
  • Step V-B1 Automated electrical switching of the electric motor after stopping (due to the fulfillment of the previously described condition (s)), the first winding circuit of the electric motor being switched on.
  • Step IB putting down the load L, the power required for the lowering movement being provided according to a second speed-torque characteristic curve (slower lowering movement) of the electric motor and a second winding circuit of the electric motor being switched on for this purpose;
  • Step I lB Automated determination of the load value when the load L is set down;
  • Step II IB automated comparison of the determined load value with a predetermined threshold value (result: load value less than / equal to the predetermined threshold value);
  • Step IV-B2 Automated interruption of the lowering movement while the load L is being set down;
  • Step V-B2 Automated closing of the holding brake of the hoist h
  • Step VI-B2 Automated electrical switching of the electric motor, the first winding circuit of the electric motor being switched on;
  • Step VI I-B2 Automated opening of the holding brake of the hoist h
  • Step VIII-B2 Automated continuation of the lowering movement to the next
  • the power required for the lowering movement being provided according to a first speed-torque characteristic curve (faster lowering movement) of the electric motor and a first winding circuit of the electric motor being switched on for this purpose.
  • FIG. 6 shows a diagram of speed-torque characteristics of the electric motor in the first winding circuit, the so-called serial mode.
  • a lower torque is available compared to the second winding circuit.
  • the first winding circuit enables higher speeds compared to the second winding circuit and thus a faster lifting and / or lowering movement.
  • the diagram shows three speed-torque characteristics as an example.
  • the top speed-torque curve marked by a diamond, represents the maximum usable torque of the electric motor.
  • the middle speed-torque curve marked by a square, represents the torque of the electric motor required by the load.
  • Torque characteristic marked by an x, represents the nominal torque of the electric motor.
  • the torque drops significantly on each of the speed-torque characteristics according to a speed range that starts at a speed of 0-1 / min and in which the highest torque is applied. In this way, especially in comparison with the diagram shown in FIG. 7, it can be seen why, when using an electric motor to lift a load without a mechanical transmission, it is necessary to switch between the winding circuits.
  • FIG. 7 shows an example of a diagram of speed-torque characteristics of the electric motor in the second winding circuit, the so-called parallel mode.
  • a higher torque is available compared to the first winding circuit.
  • the second winding circuit allows lower speeds compared to the first winding circuit and thus a slower lifting and / or lowering movement.
  • the explanations relating to FIG. 6 also apply analogously to the diagram shown in FIG.
  • the relationships illustrated with reference to FIGS. 6 and 7 apply to the method according to the invention regardless of whether it is carried out by the mobile harbor crane 1 shown by way of example in FIG.

Abstract

The invention relates to a method for raising and/or lowering a load (L) using lifting gear (h), wherein a torque required for a lifting movement, respectively lowering movement, of the lifting gear (h) is provided by at least one electric motor of the lifting gear (h). In order to provide an improved method, it is proposed, when lifting up and/or setting down the load (L), for an actual value, preferably of a characteristic value (load indicator) defined as an indicator for the loading of the lifting gear, to be determined and compared with a predefined threshold value and for the electric motor to be electrically switched on the basis of the result of the comparison.

Description

Verfahren zum Heben und/oder Senken einer Last mittels eines Hubwerks Method for lifting and / or lowering a load by means of a hoist
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Heben und/oder Senken einer Last mittels eines Hubwerks, wobei ein für eine Hubbewegung beziehungsweise eine Senkbewegung des Hubwerks notwendiges Drehmoment von mindestens einem Elektromotor des Hubwerks bereitgestellt wird. The invention relates to a method for lifting and / or lowering a load by means of a lifting mechanism, a torque required for a lifting movement or a lowering movement of the lifting mechanism being provided by at least one electric motor of the lifting mechanism.
Bei derartigen Verfahren ist es aufgrund von Kundenanforderungen bezüglich hoher Umschlagleistung erforderlich, im Umschlagbetrieb, beispielsweise eines Hafenterminals, unterschiedlichste Lasten mit möglichst hohen Hubgeschwindigkeiten des jeweiligen Hubwerks zu handhaben. Aufgrund ökonomischer Randbedingungen liegen bei den üblicherweise genutzten Baugrößen der Antriebsmaschinen, insbesondere der zugehörigen Elektromotoren, bauartbedingte Beschränkungen der jeweiligen maximalen Drehzahl und entsprechender Hubgeschwindigkeit sowie des maximalen Drehmomentes vor. Dieses führt zur Notwendigkeit der Anpassung des Übersetzungsverhältnisses zwischen dem als Antriebsmotor dienenden Elektromotor und der Last, um die geforderten Geschwindigkeits-/Drehmomentenpaarungen realisieren zu können. Diese Anpassung (einschließlich der damit einhergehenden Variation der Hubgeschwindigkeit) erfolgt dabei mittels eines mechanischen Getriebes, welches mechanisch zwischen den Getriebeschaltstufen zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses geschaltet wird. Ein solches Schalten ist nur bedingt während des Arbeitsvorgangs möglich beziehungsweise praktikabel, da das Hubwerk dazu nahezu lastfrei sein muss und die erforderliche Zeit für ein mechanisches Schalten hoch ist. Zudem muss hierfür die Masse der Last dem Kranfahrer im Vorfeld bekannt sein. Werden also erst schwere und dann leichte Lasten umgeschlagen oder wird mit einem leeren Haken wieder zurückgefahren, wird in vielen Fällen die niedrige Hubgeschwindigkeit des Übersetzungsverhältnisses für schwere Lasten in Kauf genommen. Hierdurch wird allerdings die Umschlagleistung negativ beeinflusst. In such methods, due to customer requirements with regard to high handling performance, it is necessary in the handling operation, for example a port terminal, to handle a wide variety of loads with the highest possible lifting speeds of the respective lifting mechanism. Due to economic constraints, there are construction-related limitations of the respective maximum speed and corresponding lifting speed as well as the maximum torque for the sizes of the drive machines that are usually used, in particular the associated electric motors. This leads to the need to adapt the transmission ratio between the electric motor serving as the drive motor and the load in order to be able to achieve the required speed / torque pairings. This adaptation (including the associated variation of the lifting speed) takes place by means of a mechanical transmission, which is switched mechanically between the transmission gear stages in order to change the transmission ratio. Switching of this type is only possible or practicable to a limited extent during the work process, since the lifting mechanism must be virtually load-free for this purpose and the time required for mechanical switching is long. In addition, the crane driver must know in advance the mass of the load. So if heavy and then light loads are handled first or if an empty hook is used to drive back again, the low lifting speed of the transmission ratio for heavy loads is accepted in many cases. However, this has a negative impact on handling performance.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren zu schaffen, durch welches die Umschlagleistung des Hubwerks erhöht werden kann. Proceeding from this prior art, the present invention is based on the object of creating a generic method by means of which the handling capacity of the hoist can be increased.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 10 sowie der nachfolgenden Beschreibung angegeben. This object is achieved by a method with the features of claim 1. Advantageous refinements of the invention are set out in the dependent claims 2 to 10 and the description below.
Bei einem Verfahren zum Heben und/oder Senken einer Last mittels eines Hubwerks, wobei ein für eine Hubbewegung beziehungsweise Senkbewegung des Hubwerks notwendiges Drehmoment von mindestens einem Elektromotor des Hubwerks bereitgestellt wird, wird die Umschlagleistung erfindungsgemäß dadurch erhöht, dass bei einem Anheben und/oder Absetzen der Last ein Ist-Wert, vorzugsweise eines als Indikator für die Belastung des Hubwerks festgelegten Kennwerts (Belastungsindikator), ermittelt und mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen wird und in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses der Elektromotor elektrisch umgeschaltet wird. In a method for lifting and / or lowering a load by means of a hoisting gear, with a torque required for a lifting movement or lowering movement of the hoisting gear being provided by at least one electric motor of the hoisting gear, the handling capacity is increased according to the invention in that when lifting and / or lowering the load, an actual value, preferably a characteristic value (load indicator) specified as an indicator for the load on the hoist, is determined and compared with a predetermined threshold value and the electric motor is electrically switched over as a function of the comparison result.
In vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses noch während des Anhebens und/oder Absetzens der Last die Hubbewegung beziehungsweise Senkbewegung des Hubwerks unterbrochen wird und nach dem Umschalten die Hubbewegung beziehungsweise Senkbewegung dann zum weiteren Anheben beziehungsweise Absetzen der Last fortgesetzt wird. It is advantageously provided that, depending on the comparison result, the lifting movement or lowering movement of the hoist is interrupted while the load is being lifted and / or lowered and, after switching, the lifting movement or lowering movement is then continued for further lifting or lowering of the load.
Während des Umschaltvorgangs erfolgt also keine Hubbewegung beziehungsweise Senkbewegung des Hubwerks. During the switching process, there is no lifting movement or lowering movement of the lifting mechanism.
Anheben bezieht sich im vorliegenden Zusammenhang auf die vor dem Abheben der Last stattfindende Phase der Lastaufnahme des Hubwerks, in der die Last noch nicht frei hängt, sondern die Last in irgendeiner Weise gestützt wird, beispielsweise durch Kontakt zum Boden. Diese Phase umfasst dementsprechend die bei der Lastaufnahme erfolgenden Hubbewegungen des Hubwerks, aber auch etwaige Unterbrechungen von zwei aufeinander folgenden Hubbewegungen. Mit anderen Worten umfasst das Anheben im vorliegenden Zusammenhang nur Zustände, in denen die Last beziehungsweise deren Masse trotz einer bereits erfolgten Hubbewegung des Hubwerks noch nicht vollständig vom Hubwerk aufgenommen ist beziehungsweise getragen wird, sondern lediglich die Belastung des Hubwerks beziehungsweise des zugehörigen Elektromotors steigt beziehungsweise gestiegen ist. Ein tatsächliches Heben, das heißt vom Boden weg gerichtetes Bewegen, der Last erfolgt hierbei nicht oder noch nicht. Der jeweilige Ist-Wert des als Belastungsindikator herangezogenen Kennwerts ist beim Anheben, also wenn die Last noch nicht frei am Hubwerk hängt, sondern noch abgestützt wird, von der Masse der Last unabhängig. In the present context, lifting refers to the phase of the lifting gear's load pick-up that takes place before the load is lifted, in which the load is not yet freely suspended, but rather the load is supported in some way, for example by contact with the ground. This phase accordingly includes the lifting movements of the lifting mechanism that take place when the load is picked up, but also any interruptions in two successive lifting movements. In other words, the lifting in the present context only includes states in which the load or its mass has not yet been completely taken up or is supported by the lifting mechanism despite a lifting movement of the lifting mechanism that has already taken place, but only the load on the lifting mechanism or the associated electric motor rises or rises is. An actual lifting, i.e. moving away from the ground, the load does not take place here or not yet. The respective actual value of the characteristic value used as a load indicator is when lifting, i.e. when the load is not yet hanging freely on the hoist, but is still supported, from the mass independent of the load.
Mit anderen Worten wird also erfindungsgemäß ein Verfahren geschaffen, bei dem während des Anhebens und/oder Absetzens der Last ein Elektromotor des Hubwerks in Abhängigkeit des für den entsprechenden Belastungsindikator ermittelten Ist-Werts (Belastungsindikatorwert) beziehungsweise des Vergleichsergebnisses elektrisch umgeschaltet wird, um die Umschlagleistung mittels dieses Umschaltens zu optimieren. Der für den jeweiligen Belastungsindikator insbesondere bei der Hubbewegung des Hubwerks ermittelte Ist-Wert (Belastungsindikatorwert) wird also als Maß für die Belastung des Hubwerks während der Lastaufnahme beim Anheben herangezogen und kann beispielsweise ein entsprechender Messwert sein oder auf einem solchen Messwert basierend, beispielsweise rechnerisch, ermittelt werden. Zur Ermittlung der entsprechenden Messwerte kann mindestens eine an sich bekannte Messvorrichtung vorgesehen sein. In other words, according to the invention, a method is created in which, during the lifting and / or lowering of the load, an electric motor of the hoist is switched over electrically depending on the actual value determined for the corresponding load indicator (load indicator value) or the comparison result, in order to increase the handling capacity by means of to optimize this switching. The actual value (load indicator value) determined for the respective load indicator, in particular during the lifting movement of the hoist, is therefore used as a measure of the load on the hoist during the lifting of the load and can, for example, be a corresponding measured value or based on such a measured value, for example arithmetically, be determined. At least one known measuring device can be provided to determine the corresponding measured values.
Der als Belastungsindikatorwert herangezogene Ist-Wert kann beispielsweise ein Lastwert sein. Der Lastwert kann in üblicher Weise ein Wert sein, der eine Lastkraft repräsentiert, die von der Last bei ihrem Anheben erzeugt wird und auf denThe actual value used as the load indicator value can be a load value, for example. The load value can in the usual way be a value which represents a load force which is generated by the load when it is lifted and which acts on the
Elektromotor beziehungsweise das Hubwerk wirkt. Als Belastungsindikatorwert kann alternativ oder zusätzlich zu einem Lastwert als solchem auch die Änderungsgeschwindigkeit und/oder Änderungsrate von Lastwerten herangezogen werden. Als Messvorrichtung kann dann beispielsweise ein geeigneter Lastsensor vorgesehen sein, um direkt oder indirekt einen oder mehrere Lastwerte und/oder deren Änderungsgeschwindigkeiten und/oder Änderungsraten messen beziehungsweise ermitteln zu können. Electric motor or the hoist works. As an alternative or in addition to a load value as such, the rate of change and / or rate of change of load values can also be used as the load indicator value. A suitable load sensor can then be provided as the measuring device, for example, in order to be able to measure or determine directly or indirectly one or more load values and / or their rates of change and / or rates of change.
Außerdem kann als Belastungsindikatorwert auch ein Ist-Wert in Form einer Geschwindigkeit oder Beschleunigung einer mittels des Hubwerks bewegtenIn addition, an actual value in the form of a speed or acceleration of a device moved by means of the lifting mechanism can also be used as the load indicator value
Komponente herangezogen werden, wobei es sich beispielsweise um ein Hubseil oder ein andersartiges Tragmittel für die Last handeln kann. Component are used, which can be, for example, a hoist rope or some other type of support means for the load.
Bei mehr als einem Elektromotor können einzelne, mehrere oder alle Elektromotoren entsprechend elektrisch umgeschaltet werden. Dies gilt sowohl beim Anheben als auch beim unten näher beschriebenen Absetzen einer Last. If there is more than one electric motor, individual, several or all electric motors can be switched over electrically accordingly. This applies to both lifting and also when placing a load as described in more detail below.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lässt sich in einfacher Weise ein Umschaltvorgang während des Anhebens und/oder Absetzens, insbesondere in der hierbei erfolgenden Unterbrechung der Hubbewegung beziehungsweise Senkbewegung, durchführen. Die Bedienperson des Hubwerks, beispielsweise ein Kranfahrer, muss sich weder für einen Gang entscheiden, noch muss er die Masse der Last kennen. Zudem lassen sich gegenüber dem Stand der Technik erheblich reduzierte Schaltzeiten realisieren. Es können also Hubbewegungen und Senkbewegungen in einer falschen Schaltstufe vermieden werden. Auf eine mechanische Schalteinheit kann in vorteilhafter Weise verzichtet werden. Somit kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die Umschlagleistung optimiert werden. Selbstverständlich kann das erfindungsgemäße Umschalten durch einen aktiven Eingriff der Bedienperson bewirkt, verhindert oder rückgängig gemacht werden, beispielsweise durch entsprechende Betätigung eines Meisterschalters. With the method according to the invention, a switching process can be carried out in a simple manner during the lifting and / or lowering, in particular during the interruption of the lifting movement or the lowering movement. The operator of the hoist, for example a crane driver, does not have to decide which gear to use, nor does he have to know the mass of the load. In addition, switching times can be significantly reduced compared to the state of the art. So it can be avoided lifting movements and lowering movements in the wrong gear. A mechanical switching unit can advantageously be dispensed with. The handling performance can thus be optimized with the method according to the invention. The switching according to the invention can of course be brought about, prevented or reversed by active intervention by the operator, for example by corresponding actuation of a master switch.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Elektromotor in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses zwischen verschiedenen Wicklungsschaltungen elektrisch umgeschaltet wird, um dadurch entweder das für die Hubbewegung des Hubwerks notwendige Drehmoment gemäß einer ersten Drehzahl- Drehmomenten-Kennlinie des Elektromotors bereitzustellen und hierfür eine erste Wicklungsschaltung des Elektromotors einzuschalten oder das für die Hubbewegung des Hubwerks notwendige Drehmoment gemäß einer zweiten Drehzahl- Drehmomenten-Kennlinie des Elektromotors bereitzustellen und hierfür eine zweite Wicklungsschaltung des Elektromotors einzuschalten. In an advantageous embodiment, it can be provided that the electric motor is electrically switched between different winding circuits depending on the comparison result in order to either provide the torque required for the lifting movement of the hoist according to a first speed-torque characteristic curve of the electric motor and for this purpose a first winding circuit of the Switch on the electric motor or provide the torque required for the lifting movement of the hoist according to a second speed-torque characteristic curve of the electric motor and switch on a second winding circuit of the electric motor for this purpose.
Hierbei kann vorgesehen sein, dass die erste Wicklungsschaltung beim Anheben solange eingeschaltet ist, wie der Ist-Wert eine den vorgegebenen Schwellenwert berücksichtigende erste Bedingung erfüllt, und die zweite Wicklungsschaltung durch entsprechendes Umschalten des Elektromotors nur oder frühestens dann eingeschaltet wird, wenn der Ist-Wert eine den vorgegebenen Schwellenwert berücksichtigende und von der ersten Bedingung abweichende zweite Bedingung erfüllt. Das Einschalten der zweiten Wicklungsschaltung erfolgt vorzugsweise sofort dann, wenn die zweite Bedingung erfüllt ist. Wenn beim Anheben der für den Schwellenwert-Vergleich herangezogene Ist-Wert ein Lastwert und/oder eine Änderungsgeschwindigkeit und/oder Änderungsrate von Lastwerten ist, kann vorgesehen sein, dass die erste Bedingung erfüllt ist, wenn oder solange der Ist-Wert unter dem jeweils vorgegeben Schwellenwert liegt, und die zweite Bedingung erfüllt ist, wenn oder sobald der Ist-Wert auf oder über dem Schwellenwert liegt. Wenn beim Anheben der für den Schwellenwert-Vergleich herangezogene Ist-Wert eine Geschwindigkeit oder Beschleunigung einer mittels des Hubwerks bewegten Komponente ist, kann vorgesehen sein, dass die erste Bedingung erfüllt ist, wenn oder solange der Ist-Wert über dem jeweiligen Schwellenwert liegt und die zweite Bedingung erfüllt ist, wenn oder sobald der Ist- Wert auf oder unter dem Schwellenwert liegt. It can be provided that the first winding circuit is switched on when lifting as long as the actual value fulfills a first condition that takes into account the predetermined threshold value, and the second winding circuit is switched on by switching the electric motor accordingly, or at the earliest when the actual value is reached fulfills a second condition that takes into account the predefined threshold value and deviates from the first condition. The second winding circuit is preferably switched on immediately when the second condition is met. If the actual value used for the threshold value comparison is a load value and / or a rate of change and / or rate of change of load values when increasing, it can be provided that the first condition is met if or as long as the actual value is below the respectively specified Threshold value is, and the second condition is met if or as soon as the actual value is at or above the threshold value. If the actual value used for the threshold value comparison is a speed or acceleration of a component moved by means of the hoist when increasing, it can be provided that the first condition is met if or as long as the actual value is above the respective threshold value and the the second condition is met if or as soon as the actual value is at or below the threshold value.
Durch das elektrische Umschalten zwischen verschiedenen Wicklungsschaltungen kann jeder entsprechende Elektromotor mit verschiedenen Drehzahl-Drehmomenten- Kennlinien betrieben werden. Es sind zumindest zwei verschiedene Wicklungsschaltungen möglich, wobei zwischen einer ersten elektrischen Wicklungsschaltung mit einer zugehörigen ersten Drehzahl-Drehmomenten-Kennlinie und einer zweiten elektrischen Wicklungsschaltung mit einer zugehörigen zweiten Drehzahl-Drehmomenten-Kennlinie gewechselt werden kann. By electrically switching between different winding circuits, each corresponding electric motor can be operated with different speed-torque characteristics. At least two different winding circuits are possible, it being possible to switch between a first electrical winding circuit with an associated first speed-torque characteristic curve and a second electrical winding circuit with an associated second speed-torque characteristic curve.
Es kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass standardmäßig (default) die erste Wicklungsschaltung des Elektromotors eingeschaltet ist und nur bei Bedarf in die zweite Wicklungsschaltung umgeschaltet wird. Dies gilt insbesondere für das Anheben, vorzugsweise auch für das Absetzen einer Last. It can preferably be provided that the first winding circuit of the electric motor is switched on as standard (default) and is only switched to the second winding circuit when required. This applies in particular to lifting, preferably also to putting down a load.
Erfindungsgemäß wird auch zum Senken einer Last mittels des Hubwerks ein für eine Senkbewegung des Hubwerks notwendiges Drehmoment über den Elektromotor des Hubwerks bereitgestellt, wobei bei einem Absetzen der Last ein Ist-Wert, vorzugsweise eines als Indikator für die Belastung des Hubwerks festgelegten Kennwerts (Belastungsindikator), ermittelt und mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen wird und in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses der Elektromotor elektrisch umgeschaltet wird, um vorzugsweise die Geschwindigkeit der weiteren Senkbewegung oder der nächsten Hubbewegung und damit die Umschlagleistung zu optimieren. Die auf diese Weise abgesetzte Last kann zuvor gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Heben einer Last oder auf beliebige andere Weise an- und beispielsweise vom Boden abgehoben worden sein. According to the invention, for lowering a load by means of the hoisting gear, a torque necessary for a lowering movement of the hoisting gear is provided via the electric motor of the hoisting gear, with an actual value, preferably a characteristic value (load indicator) established as an indicator for the load on the hoisting gear, when the load is set down. , is determined and compared with a predetermined threshold value and, depending on the comparison result, the electric motor is switched over electrically in order to optimize the speed of the further lowering movement or the next lifting movement and thus the handling capacity. The load deposited in this way can previously be lifted according to the inventive method for lifting a load or on any be lifted up and, for example, off the ground in another way.
Absetzen bezieht sich im vorliegenden Zusammenhang auf die nach dem Absenken der zuvor frei hängenden Last stattfindende Phase der Lastabgabe des Hubwerks, in der die Last nicht mehr frei hängt, sondern die Last in irgendeiner Weise gestützt wird, beispielsweise durch Kontakt zum Boden. Diese Phase umfasst dementsprechend die bei der Lastabgabe erfolgenden Senkbewegungen des Hubwerks, aber auch etwaige Unterbrechungen von zwei aufeinander folgenden Senkbewegungen. Mit anderen Worten umfasst das Absetzen im vorliegenden Zusammenhang nur Zustände, in denen die Last beziehungsweise deren Masse nach einer bereits erfolgten Senkbewegung des Hubwerks nicht mehr vollständig oder gar nicht mehr vom Hubwerk aufgenommen ist beziehungsweise getragen wird und somit die Belastung des Hubwerks beziehungsweise des zugehörigen Elektromotors sinkt beziehungsweise gesunken ist. Ein tatsächliches Senken, das heißt zum Boden hin gerichtetes Bewegen, der Last erfolgt hierbei nicht oder nicht mehr. Der jeweilige Ist- Wert des als Belastungsindikator herangezogenen Kennwerts kann beim Absenken, also wenn die Last nicht (mehr) frei am Hubwerk hängt, sondern (schon) abgestützt wird, von der Masse der Last unabhängig sein. In the present context, lowering refers to the phase of the load transfer of the hoist that takes place after the previously freely suspended load has been lowered, in which the load is no longer freely suspended, but the load is supported in some way, for example through contact with the ground. This phase accordingly includes the lowering movements of the hoist that take place when the load is transferred, but also any interruptions in two successive lowering movements. In other words, the setting down in the present context only includes states in which the load or its mass is no longer completely or not at all picked up by the lifting mechanism after a lowering movement of the lifting mechanism and thus the load on the lifting mechanism or the associated electric motor sinks or has sunk. An actual lowering, that is to say moving towards the ground, the load does not take place or no longer takes place. The respective actual value of the characteristic value used as a load indicator can be independent of the mass of the load when it is lowered, i.e. when the load is no longer hanging freely on the hoist but is (already) supported.
Vorzugsweise wird spätestens nach dem vollständigen Absetzen der Last, das heißt wenn die Senkbewegung des Hubwerks so weit fortgeschritten ist, dass das Hubwerk durch die Masse der abgesetzten Last gar nicht mehr belastet wird, ein Elektromotor des Hubwerks in Abhängigkeit des für den entsprechenden Belastungsindikator ermittelten Ist-Werts (Belastungsindikatorwert) beziehungsweise des Vergleichsergebnisses elektrisch umgeschaltet, um die Umschlagleistung mittels dieses Umschaltens zu optimieren. Das Umschalten kann auch erst dann und insbesondere unabhängig von ermittelten Ist-Werten erfolgen, wenn die Senkbewegung nach dem vollständigen Absetzen abgeschlossen ist und für das Einleiten der nächsten Hubbewegung unterbrochen wird, also beispielsweise unmittelbar vor der nächsten Hubbewegung. Preferably, at the latest after the load has been completely deposited, i.e. when the lowering movement of the hoist has progressed so far that the hoist is no longer loaded by the mass of the deposited load, an electric motor of the hoist depending on the actual value determined for the corresponding load indicator Value (load indicator value) or the comparison result is switched electrically in order to optimize the handling performance by means of this switching. Switching can also only take place, and in particular independently of the determined actual values, when the lowering movement has been completed after it has been completely set down and is interrupted for the initiation of the next lifting movement, for example immediately before the next lifting movement.
Der für den jeweiligen Belastungsindikator insbesondere bei der Senkbewegung des Hubwerks ermittelte Ist-Wert (Belastungsindikatorwert) wird also als Maß für die Belastung des Hubwerks während der Lastabgabe beim Absetzen herangezogen und kann beispielsweise ein entsprechender Messwert sein oder auf einem solchen Messwert basierend, beispielsweise rechnerisch, ermittelt werden. Zur Ermittlung der entsprechenden Messwerte kann mindestens eine an sich bekannte Messvorrichtung vorgesehen sein. The actual value (load indicator value) determined for the respective load indicator, particularly during the lowering movement of the hoist, is therefore used as a measure of the load on the hoist during the load transfer when it is set down and can, for example, be a corresponding measured value or on such a value Measured value can be determined based on, for example arithmetically. At least one known measuring device can be provided to determine the corresponding measured values.
Die obigen Ausführungen im Zusammenhang des Anhebens gelten analog für das Absetzen. Daher können beispielsweise als Belastungsindikatoren für das Absetzen beziehungsweise die Senkbewegung des Hubwerks dieselben Kennwerte herangezogen werden wie für das Anheben beziehungsweise die Hubbewegung des Hubwerks. Der für das Absetzen beziehungsweise die Senkbewegung des Hubwerks vorgegebene Schwellenwert kann dabei betragsmäßig dem für das Anheben beziehungsweise die Hubbewegung des Hubwerks vorgegebenen Schwellenwert entsprechen oder hiervon abweichen. Auch ist es grundsätzlich denkbar, dass beim Anheben und Absetzen beziehungsweise der entsprechenden Bewegung des Hubwerks verschiedene der oben beispielhaft genannten Belastungsindikatoren beziehungsweise entsprechend ermittelten Ist-Werte derselben herangezogen werden, beim Anheben also beispielsweise die Geschwindigkeit einer mittels des Hubwerks bewegten Komponente und beim Absetzen ein Lastwert. The above statements in connection with lifting apply analogously to lowering. Therefore, for example, the same characteristic values can be used as load indicators for the lowering or lowering movement of the lifting mechanism as for the lifting or lifting movement of the lifting mechanism. The threshold value specified for the lowering or lowering movement of the lifting mechanism can correspond in terms of amount to the threshold value specified for lifting or the lifting movement of the lifting mechanism or can differ therefrom. It is also fundamentally conceivable that when lifting and lowering or the corresponding movement of the hoisting gear, various of the load indicators mentioned above or correspondingly determined actual values thereof are used, for example the speed of a component moved by means of the hoisting gear when lifting and a load value when lowering .
Es ist außerdem von besonderem Vorteil, dass der Elektromotor in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses zwischen verschiedenen Wicklungsschaltungen elektrisch umgeschaltet wird, um dadurch entweder das für die Senkbewegung des Hubwerks notwendige Drehmoment gemäß einer ersten Drehzahl-Drehmomenten-Kennlinie des Elektromotors bereitzustellen und hierfür eine erste Wicklungsschaltung des Elektromotors einzuschalten oder das für die Senkbewegung des Hubwerks notwendige Drehmoment gemäß einer zweiten Drehzahl-Drehmomenten-Kennlinie des Elektromotors bereitzustellen und hierfür eine zweite Wicklungsschaltung des Elektromotors einzuschalten. It is also of particular advantage that the electric motor is electrically switched between different winding circuits as a function of the comparison result in order to either provide the torque required for the lowering movement of the hoist according to a first speed-torque characteristic curve of the electric motor and for this purpose a first winding circuit of the electric motor to switch on or to provide the torque required for the lowering movement of the hoist according to a second speed-torque characteristic curve of the electric motor and to switch on a second winding circuit of the electric motor for this purpose.
Hierbei kann vorgesehen sein, dass die erste Wicklungsschaltung beim Absetzen nur oder frühestens dann eingeschaltet werden kann und/oder eingeschaltet wird, wenn der Ist-Wert eine den vorgegebenen Schwellenwert berücksichtigende erste Bedingung erfüllt, und die zweite Wicklungsschaltung des Elektromotors durch entsprechendes Umschalten des Elektromotors beim Absetzen zumindest solange eingeschaltet ist, wie der Ist-Wert eine den vorgegebenen Schwellenwert berücksichtigende und von der ersten Bedingung abweichende zweite Bedingung erfüllt. Dementsprechend kann die Senkbewegung des Hubwerks zum Einschalten der ersten Wicklungsschaltung sofort unterbrochen werden, wenn die erste Bedingung (wieder) erfüllt ist oder (spätestens) nachdem die Last vollständig abgesetzt ist. Wenn keine Unterbrechung der Senkbewegung gewünscht ist, kann die Umschaltung auch unabhängig von ermittelten Ist-Werten erst dann erfolgen, wenn die Senkbewegung nach dem vollständigen Absetzen unterbrochen wird und die nächste Hubbewegung bevorsteht. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn nach dem vollständigen Absetzen der Last die Senkbewegung in jedem Fall ohne Unterbrechung andauern soll, um das Tragmittel weiter abzulassen und anschließend die Last vom Tragmittel zu trennen. Somit wird die erste Wicklungsschaltung nicht für die Senkbewegung genutzt, sondern erst wieder beim nächsten Hubvorgang beziehungsweise der nächsten Hubbewegung. It can be provided here that the first winding circuit can only be switched on or at the earliest when the actual value meets a first condition that takes into account the predetermined threshold value, and the second winding circuit of the electric motor by corresponding switching of the electric motor Settling is switched on at least as long as the actual value is a second condition that takes into account the predefined threshold value and deviates from the first condition Fulfills. Accordingly, the lowering movement of the hoist to switch on the first winding circuit can be interrupted immediately when the first condition is fulfilled (again) or (at the latest) after the load has been completely deposited. If no interruption of the lowering movement is desired, the switchover can only take place independently of the determined actual values when the lowering movement is interrupted after it has been completely set down and the next lifting movement is imminent. This can be the case, for example, when, after the load has been completely set down, the lowering movement should in any case continue without interruption in order to lower the suspension element further and then to separate the load from the suspension element. Thus, the first winding circuit is not used for the lowering movement, but only again during the next lifting process or the next lifting movement.
Wenn beim Absetzen der für den Schwellenwert-Vergleich herangezogene Ist-Wert ein Lastwert und/oder eine Änderungsgeschwindigkeit und/oder Änderungsrate von Lastwerten ist, kann vorgesehen sein, dass die erste Bedingung erfüllt ist, wenn der Ist-Wert unter dem jeweils vorgegeben Schwellenwert liegt, und die zweite Bedingung erfüllt ist, wenn der Ist-Wert auf oder über dem Schwellenwert liegt. Wenn beim Absetzen der für den Schwellenwert-Vergleich herangezogene Ist-Wert eine Geschwindigkeit oder Beschleunigung einer mittels des Hubwerks bewegten Komponente ist, kann vorgesehen sein, dass die erste Bedingung erfüllt ist, wenn der Ist-Wert über dem jeweiligen Schwellenwert liegt und die zweite Bedingung erfüllt ist, wenn der Ist-Wert auf oder unter dem Schwellenwert liegt. If the actual value used for the threshold value comparison is a load value and / or a rate of change and / or rate of change of load values when the actual value is set, it can be provided that the first condition is met if the actual value is below the respectively specified threshold value , and the second condition is met if the actual value is at or above the threshold value. If the actual value used for the threshold value comparison is a speed or acceleration of a component moved by means of the hoist, it can be provided that the first condition is met if the actual value is above the respective threshold value and the second condition is fulfilled if the actual value is at or below the threshold value.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass, falls der Ist-Wert (beispielsweise Lastwert) beim Absenken zunächst die zweite Bedingung erfüllt (Lastwert > vorgegebener Schwellenwert) und anschließend während des Absetzens die hiervon abweichende erste Bedingung erfüllt wird (Lastwert < vorgegebener Schwellenwert), der Elektromotor nicht sofort, sondern erst beim nächsten von der Bedienperson des Hubwerks herbeigeführten Stillstand des Hubwerks elektrisch umgeschaltet wird. Dies gilt analog auch dann, wenn ein anderer Belastungsindikatorwert herangezogen wird als ein Lastwert. In an advantageous embodiment, it can be provided that, if the actual value (for example load value) when lowering first meets the second condition (load value> predefined threshold value) and then the first condition, which deviates from this, is fulfilled during lowering (load value <predefined threshold value) , the electric motor is not switched over electrically immediately, but only at the next standstill of the hoist brought about by the operator of the hoist. This also applies analogously if a different load indicator value is used than a load value.
In konstruktiv einfacher Weise ist vorgesehen, dass die erste Drehzahl- Drehmomenten-Kennlinie eine gegenüber der zweiten Drehzahl-Drehmomenten- Kennlinie schnellere Hub- und/oder Senkbewegung ermöglicht. Das Drehmoment ist hierbei bei der zweiten Drehzahl-Drehmomenten-Kennlinie höher als bei der ersten Drehzahl-Drehmomenten-Kennlinie. In a structurally simple manner, it is provided that the first speed-torque characteristic curve is a relative to the second speed-torque Characteristic enables faster lifting and / or lowering movement. The torque is higher in the second speed-torque characteristic than in the first speed-torque characteristic.
Mit anderen Worten ermöglicht der Elektromotor eine schnellere Hub- und/oder Senkbewegung und ein geringeres Drehmoment, sofern die erste Wicklungsschaltung eingeschaltet ist, und eine demgegenüber langsamere Hub- und/oder Senkbewegung und ein höheres Drehmoment, sofern die zweite Wicklungsschaltung eingeschaltet ist. In other words, the electric motor enables a faster lifting and / or lowering movement and a lower torque if the first winding circuit is switched on, and a comparatively slower lifting and / or lowering movement and a higher torque if the second winding circuit is switched on.
Damit ist es auch möglich, dass ein Leerhub, das heißt ohne angeschlagene Last, insbesondere im Schwerlastbetrieb, mit einer schnelleren Hub- und/oder Senkbewegung erfolgt. It is thus also possible for an idle stroke, that is to say without an impacted load, in particular in heavy-duty operation, to take place with a faster lifting and / or lowering movement.
Besonders vorteilhaft ist vorgesehen, dass, vorzugsweise auf Veranlassung einer Steuerung, die Ermittlung des entsprechenden Ist-Werts automatisiert erfolgt und/oder der Vergleich des Ist-Werts mit dem vorgegebenen Schwellenwert automatisiert erfolgt und/oder die Hub- und/oder Senkbewegung beim Anheben und/oder Absetzen der Last automatisiert unterbrochen wird und/oder der Elektromotor automatisiert elektrisch, vorzugsweise zwischen verschiedenen Wicklungsschaltungen, umgeschaltet wird und/oder die Hub- und/oder Senkbewegung zum weiteren Anheben und/oder Absetzen der Last automatisiert fortgesetzt wird. Der jeweilige Schwellenwert für die Hubbewegung beziehungsweise die Senkbewegung ist dabei in der Steuerung hinterlegt. It is particularly advantageously provided that, preferably at the instigation of a controller, the determination of the corresponding actual value takes place automatically and / or the comparison of the actual value with the predetermined threshold value takes place automatically and / or the lifting and / or lowering movement when lifting and / or lowering the load is automatically interrupted and / or the electric motor is automatically switched over electrically, preferably between different winding circuits, and / or the lifting and / or lowering movement for further lifting and / or lowering of the load is continued automatically. The respective threshold value for the lifting movement or the lowering movement is stored in the control.
Alternativ kann die Ermittlung des Ist-Werts und/oder der Vergleich des Ist-Werts mit dem vorgegebenen Schwellenwert und/oder die Unterbrechung der Hub- und/oder Senkbewegung beim Anheben und/oder Absetzen der Last und/oder die elektrische Umschaltung des Elektromotors und/oder die Fortsetzung der Hub- und/oder Senkbewegung zum weiteren Anheben und/oder Absetzen der Last auch manuell, beispielsweise durch eine Eingabe der Bedienperson, erfolgen. Alternatively, the determination of the actual value and / or the comparison of the actual value with the predefined threshold value and / or the interruption of the lifting and / or lowering movement when lifting and / or lowering the load and / or the electrical switchover of the electric motor and / or the continuation of the lifting and / or lowering movement for further lifting and / or lowering of the load can also be carried out manually, for example by means of an input by the operator.
Die Vorgabe des jeweiligen Schwellenwertes kann unter Berücksichtigung der Motordaten des Elektromotors erfolgen. Es ist auch denkbar, dass der jeweilige Schwellenwert durch die Steuerung ermittelt und dann vorgegeben wird. Vorteilhafter Weise erfolgen die Ermittlung des Ist-Werts und der Vergleich des Ist- Werts mit dem vorgegebenen Schwellenwert kontinuierlich während des Anhebens und/oder Absetzens der Last, vorzugsweise auch nach dem Anheben und vor dem Absetzen der Last, vorzugsweise während der gesamten Hub- und/oder Senkbewegung des Hubwerks. The specification of the respective threshold value can take place taking into account the motor data of the electric motor. It is also conceivable that the respective threshold value is determined by the controller and then specified. The actual value is advantageously determined and the actual value is compared with the predefined threshold value continuously while the load is being lifted and / or set down, preferably also after the load is lifted and before the load is set down, preferably during the entire lifting and / or lowering period / or lowering movement of the hoist.
Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass eine Haltebremse des Hubwerks, vorzugsweise automatisiert, geschlossen wird, sobald die Hub- und/oder Senkbewegung unterbrochen ist, und geschlossen bleibt, während der Elektromotor elektrisch, vorzugsweise zwischen verschiedenen Wicklungsschaltungen, umgeschaltet wird. Es ist auch möglich, dass die Haltebremse erst wieder geöffnet wird, wenn die Hub- und/oder Senkbewegung fortgesetzt wird. Die Last wird dabei, vorzugsweise ausschließlich, mittels der Haltebremse gehalten, sodass der Elektromotor beim Umschaltvorgang entsprechend entlastet ist. It can advantageously be provided that a holding brake of the lifting mechanism is closed, preferably automatically, as soon as the lifting and / or lowering movement is interrupted and remains closed while the electric motor is switched electrically, preferably between different winding circuits. It is also possible that the holding brake is only opened again when the lifting and / or lowering movement is continued. The load is held, preferably exclusively, by means of the holding brake, so that the load on the electric motor is correspondingly relieved during the switching process.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Last beim Anheben und/oder Absetzen gestützt und die Belastung des Hubwerks beziehungsweise Elektromotors hierdurch entsprechend verringert. Sofern die Last also beispielsweise auf dem Boden steht, wie dies beim Anheben und Absetzen der Fall ist, ist die auf den Elektromotor beziehungsweise das Hubwerk wirkende Lastkraft beziehungsweise Belastung durch eine dieser entgegenwirkenden Stützkraft geringer als eine Lastkraft beziehungsweise Belastung, die wirkt, wenn dieselbe Last frei am Tragmittel des Hubwerks hängt. Dies wirkt sich entsprechend auf den jeweils herangezogenen Belastungsindikator beziehungsweise dessen ermittelte(n) Ist-Wert(e) aus. In the method according to the invention, the load is supported when it is lifted and / or lowered and the load on the hoist or electric motor is reduced accordingly. If the load is, for example, on the ground, as is the case when lifting and lowering, the load force or load acting on the electric motor or the hoisting gear is less than a load force or load that acts when the same load is applied hangs freely on the suspension element of the hoist. This has a corresponding effect on the respective load indicator used or its determined actual value (s).
Die Erfindung richtet sich ferner auf ein Hubwerk mit mindestens einem Elektromotor und einer Steuerung, welche ausgebildet und eingerichtet ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren gemäß einer der vorgenannten Ausführungsformen auszuführen. The invention is also directed to a lifting mechanism with at least one electric motor and a controller which is designed and set up to carry out a method according to the invention in accordance with one of the aforementioned embodiments.
Besonders bevorzugt ist der beim erfindungsgemäßen Verfahren beziehungsweise Hubwerk eingesetzte Elektromotor ein wicklungsumschaltbarer Elektromotor. Es kommen also Elektromotoren zum Einsatz, welche in ihrer elektrischen Charakteristik veränderbar sind, wobei sie nach Bedarf unterschiedlich verschaltet werden können, beispielsweise zwischen einer ersten Wicklungsschaltung im seriellen Modus und einer zweiten Wicklungsschaltung im parallelen Modus. Darüber hinaus lässt sich die Vielseitigkeit des Umrichterantriebs nutzen, um den Motor mit einem großen Bereich von Spannungs-/Frequenzverhältnissen zu versorgen. Dadurch können die Wicklungen, insbesondere das gesamte Wcklungsmaterial, bei wicklungsumschaltbaren Elektromotoren besser ausgenutzt werden, als bei polumschaltbaren Motoren mit getrennten Wicklungen, bei denen zeitgleich immer nur eine der Wcklungen genutzt wird. Auch Stern-Dreieckschaltungen sind hierbei möglich. Solche wicklungsumschaltbaren Elektromotoren sind bereits bekannt und werden beispielsweise von den Lieferanten Leroy Somer oder Konesco angeboten. The electric motor used in the method or lifting mechanism according to the invention is particularly preferably an electric motor with reversible windings. Electric motors are therefore used whose electrical characteristics can be changed, whereby they can be connected differently as required, for example between a first winding circuit in the serial mode and a second winding circuit in the parallel mode. In addition, the Take advantage of the versatility of the inverter drive to provide the motor with a wide range of voltage / frequency ratios. As a result, the windings, in particular the entire winding material, can be better utilized in winding-switchable electric motors than in pole-changing motors with separate windings, in which only one of the windings is used at the same time. Star-delta connections are also possible here. Such winding-switchable electric motors are already known and are offered, for example, by the suppliers Leroy Somer or Konesco.
Im Zusammenhang dieser wicklungsumschaltbaren Elektromotoren kann auch ein umschaltbares Wcklungskonzept eingesetzt werden, das mit zwei getrennten Wcklungen beziehungsweise Wcklungssätzen ausgeführt ist und als eine Wcklungsschaltung eine Sternschaltung, insbesondere dieser Wcklungen beziehungsweise Wicklungssätze, erlaubt. Einer dieser Wcklungssätze ist, insbesondere in Bezug auf die Sternschaltung, „abschaltbar“ und der abgeschaltete Wcklungssatz kann mit dem anderen Wcklungssatz in Serie geschaltet werden beziehungsweise im seriellen Modus. Dadurch lässt sich in der entsprechenden Wcklungsschaltung und zugehörigen Drehzahl-Drehmomenten-Kennlinie bei leichtester Last eine etwa sechsmal höhere Drehzahl und entsprechende Hubgeschwindigkeit beziehungsweise Senkgeschwindigkeit erreichen als bei maximaler Last und der hierfür vorgesehenen Wcklungsschaltung und zugehöriger Drehzahl-Drehmomenten-Kennlinie. Dieses Drehzahlverhältnis ist weit höher als das, welches bei Umrichterantrieben durch die bekannte Feldschwächung erreicht werden kann (1:2,5 bis etwa 1:3). Anders als die bei polumschaltbaren Motoren für Feinpositionierung eingesetzte niedrige Drehzahl, wird die Wicklungsschaltung und zugehörige Drehzahl-Drehmomenten-Kennlinie für die niedrigere Drehzahl und entsprechend langsamere Hub-/Senkgeschwindigkeit im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht oder nicht nur für Feinpositionierung eingesetzt, sondern insbesondere für durchgehendes Heben oder Senken. Auch werden die Wcklungsschaltungen vorzugsweise genutzt, um insbesondere leichte Lasten besonders schnell bewegen zu können. In connection with these winding-switchable electric motors, a switchable winding concept can also be used, which is designed with two separate windings or winding sets and, as a winding circuit, allows a star connection, in particular these windings or winding sets. One of these winding sets can be "switched off", especially with regard to the star connection, and the switched-off winding set can be connected in series with the other winding set or in serial mode. As a result, in the corresponding winding circuit and associated speed-torque characteristic curve, with the lightest load, an approximately six times higher rotational speed and corresponding lifting speed or lowering speed can be achieved than with maximum load and the winding circuit provided for this purpose and the associated speed-torque characteristic curve. This speed ratio is far higher than that which can be achieved with converter drives through the known field weakening (1: 2.5 to approx. 1: 3). In contrast to the low speed used in pole-changing motors for fine positioning, the winding circuit and the associated speed-torque characteristic curve for the lower speed and correspondingly slower lifting / lowering speed in the context of the present invention is not or not only used for fine positioning, but in particular for continuous Raise or lower. The inverting circuits are also preferably used in order to be able to move particularly light loads particularly quickly.
Jede Wicklungsschaltung des Elektromotors hat vorzugsweise eine spezifische Drehzahl-Drehmomenten-Kennlinie, die sich von der Drehzahl-Drehmomenten- Kennlinie einer anderen Wcklungsschaltung unterscheidet. Die elektrische Umschaltung zwischen den jeweiligen Wicklungsschaltungen erfolgt vorzugsweise mittels der Steuerung. Each winding circuit of the electric motor preferably has a specific speed-torque characteristic curve which differs from the speed-torque characteristic curve of another winding circuit. The electric Switching between the respective winding circuits is preferably carried out by means of the controller.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren beziehungsweise entsprechend betriebene Hubwerk kann der dabei eingesetzte, vorzugsweise wicklungsumschaltbare, Elektromotor mit der in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses einschaltbaren Wicklungsschaltung und zugehöriger Drehzahl-Drehmomenten-Kennlinie so betrieben werden, dass die Drehzahl beziehungsweise Geschwindigkeit bei niedrigen Lasten weiter erhöht werden kann, als es konventionell der Fall ist. Dies wirkt sich besonders vorteilhaft bei langen Hub- und Senkwegen durch verkürzte Zykluszeiten aus. With the method according to the invention or the correspondingly operated hoist, the preferably winding-reversible electric motor used with the winding circuit that can be switched on depending on the comparison result and the associated speed-torque characteristic curve can be operated in such a way that the speed or speed can be further increased at low loads than it is conventionally the case. This has a particularly advantageous effect on long lifting and lowering paths due to the shortened cycle times.
Die Hubwerke sind nämlich so ausgelegt, dass die maximalen Lasten mit niedriger Geschwindigkeit und entsprechender Wicklungsschaltung angehoben werden können. Umrichterantriebe erlauben darüber hinaus konventionell das Bewegen mit höherer Geschwindigkeit als der niedrigen Nenngeschwindigkeit bei entsprechender Wicklungsschaltung, aber es gibt eine Geschwindigkeitsgrenze, die nicht überschritten werden kann. Mittels der vorbeschriebenen Wicklungsschaltungen und Umschaltungen zwischen diesen ist es nun jedoch möglich, dass der Elektromotor gemäß einerweiteren Drehzahl-Drehmomenten-Kennlinie betrieben werden kann, was insbesondere bei leichten Lasten höhere Geschwindigkeiten erlaubt. The hoists are designed in such a way that the maximum loads can be lifted at low speed and with the appropriate winding switching. In addition, converter drives conventionally allow movement at a higher speed than the low nominal speed with the appropriate winding circuitry, but there is a speed limit that cannot be exceeded. However, by means of the winding connections described above and switchings between these, it is now possible for the electric motor to be operated according to a further speed-torque characteristic curve, which allows higher speeds in particular with light loads.
Die Erfindung richtet sich ferner auf einen Kran, insbesondere Hafenkran, insbesondere Hafenmobilkran, mit einem Hubwerk gemäß einer der vorhergehenden Ausführungsformen. The invention is also directed to a crane, in particular a harbor crane, in particular a mobile harbor crane, with a hoist according to one of the preceding embodiments.
Ein Hafenmobilkran ist aus der WO 2011/098542 A1 bekannt. Des Weiteren sind bereits aus dem Firmenprospekt der Konecranes Global Corporation mit dem Titel „Diesel-Electric Model 4 Mobile Harbor Cranes“ sogenannte Hafenmobilkrane bekannt, mit denen Container oder Schüttgüter in Seehäfen oder Container-Terminals umgeschlagen werden. Ein derartiger Hafenmobilkran besteht im Wesentlichen aus einem Unterwagen, mit dem sich der Hafenmobilkran auf dem Land, beispielsweise einem Kai, oder auf einem Schwimmponton abstützt, und einem um eine vertikale Achse drehbar auf dem Unterwagen gelagerten Oberwagen. Der Unterwagen kann über Reifen auf dem Kai oder über Schienenräder auf Schienen verfahrbar sein. Während des Umschlagbetriebes kann der Unterwagen über Stützen abgestützt werden. A mobile harbor crane is known from WO 2011/098542 A1. In addition, so-called Mobile Harbor Cranes are already known from the Konecranes Global Corporation company brochure entitled “Diesel-Electric Model 4 Mobile Harbor Cranes”, with which containers or bulk goods are handled in seaports or container terminals. Such a mobile harbor crane essentially consists of an undercarriage, with which the mobile harbor crane is supported on land, for example a quay, or on a floating pontoon, and an uppercarriage rotatably mounted on the undercarriage about a vertical axis. The undercarriage can be moved over tires on the quay or over rail wheels on rails. During the handling operation, the undercarriage can be supported by supports will.
Auf dem Oberwagen sind ein sich in Vertikalrichtung erstreckender Turm, ein Drehwerk für das Drehen des Oberwagens, ein Hubwerk für das Heben einer Last sowie ein Gegengewicht angeordnet. Des Weiteren ist ein Ausleger vorgesehen, der an einer vom Gegengewicht abgewandten Seite des Turms um eine horizontale Wippachse schwenkbar mit dem Oberwagen oder dem Turm verbunden sein kann. Zusätzlich ist der Ausleger über einen am Ausleger und am Oberwagen oder T urm angelenkten Wippzylinder aus seiner seitlich auskragenden Betriebsstellung in eine weniger weit auskragende oder aufrechte Ruhestellung verschwenkbar. Außerdem ist der Ausleger vorzugsweise als Fachwerkkonstruktion, beispielsweise in Form eines Gittermastes, ausgebildet. Je nach Ausgestaltung des Krans, können einzelne der vorgenannten Komponenten auch weggelassen oder anders miteinander verbunden sein, da für die Anwendbarkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens das Vorhandensein eines Hubwerks ausreicht. Beispielsweise ist es denkbar, dass der Kran keinen Oberwagen aufweist und der Turm mit dem Ausleger über das Drehwerk auf dem Unterwagen gelagert und hierüber gemeinsam um eine vertikale Achse drehbar sind. Das Hubwerk und das Gegengewicht werden dann nicht vom Oberwagen getragen, sondern sind jeweils an einer anderen geeigneten Stelle des Krans, beispielsweise am Turm, angeordnet. A tower extending in the vertical direction, a slewing mechanism for rotating the superstructure, a lifting mechanism for lifting a load and a counterweight are arranged on the superstructure. Furthermore, a boom is provided which can be connected to the superstructure or the tower on a side of the tower facing away from the counterweight so that it can pivot about a horizontal luffing axis. In addition, the boom can be pivoted from its laterally projecting operating position into a less cantilevered or upright rest position by means of a luffing cylinder articulated on the boom and on the superstructure or tower. In addition, the boom is preferably designed as a framework construction, for example in the form of a lattice mast. Depending on the design of the crane, some of the aforementioned components can also be omitted or otherwise connected to one another, since the presence of a hoist is sufficient for the method according to the invention to be applicable. For example, it is conceivable that the crane does not have a superstructure and that the tower with the boom is mounted on the undercarriage via the slewing gear and can be rotated together about a vertical axis. The hoist and the counterweight are then not carried by the superstructure, but are each arranged at a different suitable point on the crane, for example on the tower.
Weitere Details der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung, in der Figur 1 eine schematische Ansicht eines exemplarischen Hafenmobilkrans, Further details of the invention emerge from the following description of exemplary embodiments with reference to the drawing, in which FIG. 1 shows a schematic view of an exemplary mobile harbor crane,
Figur 2 einen Schrittfolgeplan zum schematischen Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens beim Anheben (Lastwert bleibt unter vorgegebenem Schwellenwert), Figur 3 einen Schrittfolgeplan zum schematischen Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens beim Anheben (Lastwert überschreitet vorgegebenen Schwellenwert), FIG. 2 shows a step sequence plan for the schematic sequence of the method according to the invention when lifting (load value remains below the predetermined threshold value), FIG. 3 shows a step sequence plan for the schematic sequence of the method according to the invention when lifting (load value exceeds predetermined threshold value),
Figur 4 einen Schrittfolgeplan zum schematischen Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens beim Absetzen (Lastwert unterschreitet vorgegebenen Schwellenwert) mit Umschaltung nach dem Absetzen, Figur 5 einen Schrittfolgeplan zum schematischen Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens beim Absetzen (Lastwert unterschreitet vorgegebenen Schwellenwert) mit Umschaltung während des Absetzens, FIG. 4 shows a step-by-step plan for the schematic sequence of the method according to the invention when setting down (load value falls below the specified threshold value) with switchover after setting down, FIG. 5 shows a step-by-step plan for the schematic sequence of the method according to the invention when setting down (load value falls below the specified threshold value) with switchover during setting down,
Figur 6 ein Diagramm von Drehzahl-Drehmomenten-Kennlinien des Elektromotors bei der ersten Wicklungsschaltung und Figure 6 shows a diagram of speed-torque characteristics of the electric motor in the first winding circuit and
Figur 7 ein Diagramm von Drehzahl-Drehmomenten-Kennlinien des Elektromotors bei der zweiten Wicklungsschaltung zeigt. Figure 7 shows a diagram of speed-torque characteristics of the electric motor in the second winding circuit.
Die Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Hafenmobilkrans 1 für den Umschlag von normierten Behältern, insbesondere von ISO-Containern, oder anderen Stückgütern zwischen Land und Wasser beziehungsweise umgekehrt beziehungsweise innerhalb von entsprechenden Umschlag-Terminals. Auch kann der Hafenmobilkran 1 mit einem Greifer zum Umschlag von Schüttgütern ausgerüstet werden. FIG. 1 shows a schematic view of a mobile harbor crane 1 for handling standardized containers, in particular ISO containers, or other piece goods between land and water or vice versa or within corresponding handling terminals. The mobile harbor crane 1 can also be equipped with a gripper for handling bulk goods.
Der Hafenmobilkran 1 besteht im Wesentlichen aus einem Unterwagen 2 und einem optionalen Oberwagen 3 mit einem Turm 4 und einem Ausleger 5. In üblicher Weise wird der Hafenmobilkran 1 über seinen Unterwagen 2 auf dem Land, hier einem Kai 7, abgestützt. Über den Unterwagen 2 mit dem Fahrwerk 6, insbesondere einem Radreifenfahrwerk, ist der Hafenmobilkran 1 auf dem Kai 7 verfahrbar und wird während des Umschlagbetriebes über eine Abstützvorrichtung 8, insbesondere deren Stützen, auf diesem abgestützt. Auch ist es möglich, dass der Hafenmobilkran 1 auf Schienen verfahrbar oder stationär auf einem Schwimmponton befestigt wird. The mobile harbor crane 1 essentially consists of an undercarriage 2 and an optional uppercarriage 3 with a tower 4 and a boom 5. In the usual way, the mobile harbor crane 1 is supported on land, here a quay 7, via its undercarriage 2. The mobile harbor crane 1 can be moved on the quay 7 via the undercarriage 2 with the chassis 6, in particular a wheel-tire chassis, and is supported on the quay 7 via a support device 8, in particular its supports, during the transshipment operation. It is also possible for the mobile harbor crane 1 to be movable on rails or to be fixed in a stationary manner on a floating pontoon.
Auf dem Unterwagen 2 ist der optionale Oberwagen 3 gelagert, der von einem Drehwerk d um eine vertikale Drehachse D und insbesondere relativ zu dem Unterwagen 2 schwenkbar ist. Das Drehwerk d weist üblicher Weise einen Drehkranz im Eingriff mit einem Antriebszahnrad auf. Der Oberwagen 3 trägt auch ein Hubwerk h und im rückwärtigen Bereich ein Gegengewicht 9. Das Hubwerk h weist mindestens einen wicklungsumschaltbaren Elektromotor auf. Zudem umfasst der Hafenmobilkran 1 eine Steuerung, mittels derer das erfindungsgemäße Verfahren (siehe Figuren 2 bis 5) ausgeführt werden kann. Auch ist auf dem Oberwagen 3 der sich in Vertikalrichtung erstreckende Turm 4 abgestützt, an dessen Spitze beispielhaft ein Rollenkopf 10 mit Seilscheiben befestigt ist. Des Weiteren ist an dem Turm 4, etwa im Bereich seiner halben Länge und auf seiner vom Gegengewicht 9 abgewandten Seite, der Ausleger 5 angelenkt. Der Ausleger 5 ist um eine horizontale Wippachse W schwenkbar mit dem Turm 4 verbunden und zusätzlich über ein an dem Ausleger 5 und unten an dem Oberwagen 3 angelenktes Wippwerk w, das üblicher Weise als Hydraulikzylinder ausgebildet ist, aus seiner seitlich auskragenden Betriebsstellung in eine aufrechte Ruhestellung verschwenkbar. Außerdem ist der Ausleger 5 in üblicher Weise als Gittermast ausgebildet. An der dem Turm 4 abgewandten Spitze des Auslegers 5 sind weitere Seilscheiben drehbar gelagert, über die ausgehend von dem Hubwerk h Hubseile über den Rollenkopf 10 zu der anzuhebenden Last L geführt sind. Die vorgenannten Komponenten und deren Verbindung untereinander ist rein beispielhaft beschrieben und keine Voraussetzung für die Anwendbarkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens, welches lediglich das Vorhandensein des Hubwerks h erfordert und nicht auf den beispielhaft konkret beschriebenen Hafenmobilkran 1 beschränkt ist. The optional upper carriage 3 is mounted on the undercarriage 2 and can be pivoted by a slewing mechanism d about a vertical axis of rotation D and in particular relative to the undercarriage 2. The slewing gear d usually has a slewing ring in engagement with a drive gear. The superstructure 3 also carries a lifting mechanism h and a counterweight 9 in the rear area. The lifting mechanism h has at least one winding-reversible electric motor. In addition, the mobile harbor crane 1 comprises a control by means of which the method according to the invention (see FIGS. 2 to 5) can be carried out. The tower 4 extending in the vertical direction is also supported on the superstructure 3, at the top of which a roller head 10 with cable sheaves is fastened by way of example. Furthermore, the boom 5 is articulated to the tower 4, approximately in the region of its half length and on its side facing away from the counterweight 9. The boom 5 is pivotably connected to the tower 4 about a horizontal luffing axis W and additionally from its laterally projecting operating position to an upright rest position via a luffing mechanism w articulated on the boom 5 and below the superstructure 3, which is usually designed as a hydraulic cylinder pivotable. In addition, the boom 5 is designed in the usual way as a lattice mast. On the tip of the boom 5 facing away from the tower 4, further pulleys are rotatably mounted, via which, starting from the hoisting mechanism h, hoisting ropes are guided via the roller head 10 to the load L to be lifted. The aforementioned components and their connection to one another are described purely by way of example and are not a prerequisite for the applicability of the method according to the invention, which merely requires the presence of the hoist h and is not limited to the mobile harbor crane 1 specifically described by way of example.
Die Figuren 2 bis 5 zeigen jeweils beispielhaft einen Schrittfolgeplan zum schematischen Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens beim Anheben (Figuren 2 und 3) beziehungsweise Absenken (Figuren 4 und 5) einer Last, wobei das Absenken beispielsweise nach einem vorherigen Anheben gemäß Figur 2 oder 3 möglich ist, insbesondere im direkten Anschluss daran. Beispielhaft wird hier als Ist-Wert jeweils ein Lastwert ermittelt und als Belastungsindikatorwert im obigen Sinne herangezogen. Wie oben erwähnt, sind auch andere Belastungsindikatoren beziehungsweiseFigures 2 to 5 each show an example of a step sequence plan for the schematic sequence of the method according to the invention when lifting (Figures 2 and 3) or lowering (Figures 4 and 5) a load, lowering being possible, for example, after a previous lifting according to Figure 2 or 3 , especially afterwards. For example, a load value is determined here as the actual value and used as the load indicator value in the above sense. As mentioned above, other stress indicators are respectively
Kennwerte denkbar, um das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen. Auch kann das erfindungsgemäße Verfahren selbstverständlich nicht nur durch den beispielhaft in Figur 1 gezeigten Hafenmobilkran 1, sondern auch durch ein anders eingesetztes Hubwerk h mit mindestens einem Elektromotor und einer entsprechend ausgebildeten und eingerichteten Steuerung ausgeführt werden. Characteristic values are conceivable in order to carry out the method according to the invention. The method according to the invention can of course also be carried out not only by the mobile harbor crane 1 shown by way of example in FIG. 1, but also by a differently used hoist h with at least one electric motor and a correspondingly designed and equipped control.
Beim Ablauf des Verfahrens gemäß Figur 2 bleibt der ermittelte Lastwert unter dem vorgegebenen Schwellenwert, so dass keine Unterbrechung der Hubbewegung und keine Umschaltung stattfinden. Die wesentlichen Schritte des Verfahrens sind dementsprechend die folgenden: Schritt l-A: Anheben der Last L, wobei das für die Hubbewegung notwendige Drehmoment gemäß einer ersten Drehzahl-Drehmomenten-Kennlinie (schnellere Hubbewegung) des Elektromotors bereitgestellt wird und hierfür eine erste Wicklungsschaltung des Elektromotors eingeschaltet ist; When the method according to FIG. 2 is running, the determined load value remains below the specified threshold value, so that no interruption of the lifting movement and no switching take place. The main steps of the procedure are accordingly as follows: Step 1A: lifting the load L, the torque required for the lifting movement being provided according to a first speed-torque characteristic curve (faster lifting movement) of the electric motor and a first winding circuit of the electric motor being switched on for this purpose;
Schritt I l-A: Automatisierte Ermittlung des Lastwertes beim Anheben der Last L; Step II-A: Automated determination of the load value when lifting the load L;
Schritt II l-A: Automatisierter Vergleich des ermittelten Lastwertes mit einem vorgegebenen Schwellenwert (Ergebnis: Lastwert ist kleiner als der vorgegebene Schwellenwert); Schritt IV-A1: Automatisierte Fortsetzung der Hubbewegung zum weiteren Anheben der Last L, wobei das für die Hubbewegung notwendige Drehmoment weiterhin gemäß der ersten Drehzahl-Drehmomenten-Kennlinie des Elektromotors bereitgestellt wird und hierfür weiterhin die erste Wicklungsschaltung des Elektromotors eingeschaltet ist. Step II l-A: automated comparison of the determined load value with a predetermined threshold value (result: load value is less than the predetermined threshold value); Step IV-A1: Automated continuation of the lifting movement for further lifting of the load L, the torque required for the lifting movement still being provided according to the first speed-torque characteristic curve of the electric motor and the first winding circuit of the electric motor being switched on for this purpose.
Beim Ablauf des Verfahrens gemäß Figur 3 überschreitet der ermittelte Lastwert den vorgegebenen Schwellenwert, so dass eine Umschaltung stattfindet, sowie insbesondere eine Unterbrechung der Hubbewegung vor der Umschaltung. Die wesentlichen Schritte des Verfahrens sind dementsprechend die folgenden: When the method according to FIG. 3 is running, the determined load value exceeds the predetermined threshold value, so that a switchover takes place, and in particular an interruption of the lifting movement before the switchover. The main steps of the procedure are accordingly as follows:
Schritt l-A: Anheben der Last L, wobei die für die Hubbewegung notwendige Leistung gemäß einer ersten Drehzahl-Drehmomenten-Kennlinie (schnellere Hubbewegung) des Elektromotors bereitgestellt wird und hierfür eine erste Wcklungsschaltung des Elektromotors eingeschaltet ist; Schritt I l-A: Automatisierte Ermittlung des Lastwertes beim Anheben der Last L; Step I-A: Lifting the load L, the power required for the lifting movement being provided according to a first speed-torque characteristic curve (faster lifting movement) of the electric motor and a first winding circuit of the electric motor being switched on for this purpose; Step II-A: Automated determination of the load value when lifting the load L;
Schritt II l-A: Automatisierter Vergleich des ermittelten Lastwertes mit einem vorgegebenen Schwellenwert (Ergebnis: Lastwert ist größer als der vorgegebene Schwellenwert); Step II l-A: automated comparison of the determined load value with a predetermined threshold value (result: load value is greater than the predetermined threshold value);
Schritt IV-A2: Automatisierte Unterbrechung der Hubbewegung noch während des Anhebens der Last L; Step IV-A2: Automated interruption of the lifting movement while the load L is being lifted;
Schritt V-A2: Automatisiertes Schließen der Haltebremse des Hubwerks h Schritt VI-A2: Automatisierte elektrische Umschaltung des Elektromotors, wobei die zweite Wcklungsschaltung des Elektromotors eingeschaltet wird; Step V-A2: Automated closing of the holding brake of the hoist h Step VI-A2: Automated electrical switching of the electric motor, the second winding circuit of the electric motor being switched on;
Schritt VI I-A2: Automatisiertes Öffnen der Haltebremse des Hubwerks h Schritt VIII-A2: Automatisierte Fortsetzung der Hubbewegung zum weiteren Anheben der Last L, wobei die für die Hubbewegung notwendige Leistung gemäß einer zweiten Drehzahl-Drehmomenten-Kennlinie (langsamere Hubbewegung) des Elektromotors bereitgestellt wird und hierfür die zweite Wicklungsschaltung des Elektromotors eingeschaltet ist. Step VI I-A2: Automated opening of the holding brake of the hoist h Step VIII-A2: Automated continuation of the lifting movement for further lifting of the load L, the power required for the lifting movement being provided according to a second speed-torque characteristic curve (slower lifting movement) of the electric motor and the second winding circuit of the electric motor being switched on for this purpose.
Beim Ablauf des Verfahrens gemäß Figur 4 erfolgt die Umschaltung ohne Unterbrechung der Senkbewegung erst nach dem Absetzen, obwohl der ermittelte Lastwert den vorgegebenen Schwellenwert beim Absetzen unterschreitet. Die wesentlichen Schritte des Verfahrens gemäß Figur 4, die sich an die Schritte gemäß Figur 2 oder 3 anschließen können, sind dementsprechend die folgenden: In the course of the method according to FIG. 4, the switchover takes place without interruption of the lowering movement only after the lowering movement, although the determined load value falls below the predetermined threshold value when the lowering movement is carried out. The essential steps of the method according to FIG. 4, which can follow the steps according to FIG. 2 or 3, are accordingly the following:
Schritt l-B: Absetzen der Last L, wobei die für die Senkbewegung notwendige Leistung gemäß einer zweiten Drehzahl-Drehmomenten-Kennlinie (langsamere Senkbewegung) des Elektromotors bereitgestellt wird und hierfür eine zweite Wicklungsschaltung des Elektromotors eingeschaltet ist; Step 1-B: putting down the load L, the power required for the lowering movement being provided according to a second speed-torque characteristic curve (slower lowering movement) of the electric motor and a second winding circuit of the electric motor being switched on for this purpose;
Schritt I l-B: Automatisierte Ermittlung des Lastwertes beim Absetzen der Last L; Schritt II l-B: Automatisierter Vergleich des ermittelten Lastwertes mit einem vorgegebenen Schwellenwert (Ergebnis: Lastwert ist kleiner als der vorgegebene Schwellenwert); Schritt IV-B1 : Automatisierte Fortsetzung der Senkbewegung zum weiteren Absetzen der Last L, wobei die für die Senkbewegung notwendige Leistung weiterhin gemäß der zweiten Drehzahl-Drehmomenten-Kennlinie (langsamere Senkbewegung) des Elektromotors bereitgestellt wird und hierfür weiterhin die zweite Wicklungsschaltung des Elektromotors eingeschaltet ist; Schritt V-B1: Automatisierte elektrische Umschaltung des Elektromotors nach dem Absetzen (aufgrund der Erfüllung der zuvor beschriebenen Bedingung(en)), wobei die erste Wicklungsschaltung des Elektromotors eingeschaltet wird. Step I l-B: Automated determination of the load value when the load L is set down; Step II l-B: automated comparison of the determined load value with a predetermined threshold value (result: load value is less than the predetermined threshold value); Step IV-B1: Automated continuation of the lowering movement to further lower the load L, the power required for the lowering movement still being provided according to the second speed-torque characteristic curve (slower lowering movement) of the electric motor and the second winding circuit of the electric motor being switched on for this purpose ; Step V-B1: Automated electrical switching of the electric motor after stopping (due to the fulfillment of the previously described condition (s)), the first winding circuit of the electric motor being switched on.
Beim Ablauf des Verfahrens gemäß Figur 5 erfolgt die Umschaltung während des Absetzens beziehungsweise der hierbei erfolgenden Unterbrechung derIn the course of the method according to FIG. 5, the switchover takes place during the setting down or the interruption of the
Senkbewegung, nachdem der ermittelte Lastwert den vorgegebenen Schwellenwert beim Absetzen unterschritten hat. Die wesentlichen Schritte des Verfahrens gemäß Figur 5, die sich an die Schritte gemäß Figur 2 oder 3 anschließen können, sind dementsprechend die folgenden: Schritt l-B: Absetzen der Last L, wobei die für die Senkbewegung notwendige Leistung gemäß einer zweiten Drehzahl-Drehmomenten-Kennlinie (langsamere Senkbewegung) des Elektromotors bereitgestellt wird und hierfür eine zweite Wicklungsschaltung des Elektromotors eingeschaltet ist; Schritt I l-B: Automatisierte Ermittlung des Lastwertes beim Absetzen der Last L; Schritt II l-B: Automatisierter Vergleich des ermittelten Lastwertes mit einem vorgegebenen Schwellenwert (Ergebnis: Lastwert kleiner/gleich vorgegebener Schwellenwert); Lowering movement after the determined load value has fallen below the specified threshold value when setting down. The essential steps of the method according to FIG. 5, which can follow the steps according to FIG. 2 or 3, are accordingly the following: Step IB: putting down the load L, the power required for the lowering movement being provided according to a second speed-torque characteristic curve (slower lowering movement) of the electric motor and a second winding circuit of the electric motor being switched on for this purpose; Step I lB: Automated determination of the load value when the load L is set down; Step II IB: automated comparison of the determined load value with a predetermined threshold value (result: load value less than / equal to the predetermined threshold value);
Schritt IV-B2: Automatisierte Unterbrechung der Senkbewegung noch während des Absetzens der Last L; Step IV-B2: Automated interruption of the lowering movement while the load L is being set down;
Schritt V-B2: Automatisiertes Schließen der Haltebremse des Hubwerks h Schritt VI-B2: Automatisierte Elektrische Umschaltung des Elektromotors, wobei die erste Wcklungsschaltung des Elektromotors eingeschaltet wird; Step V-B2: Automated closing of the holding brake of the hoist h Step VI-B2: Automated electrical switching of the electric motor, the first winding circuit of the electric motor being switched on;
Schritt VI I-B2: Automatisiertes Öffnen der Haltebremse des Hubwerks h Schritt VIII-B2: Automatisierte Fortsetzung der Senkbewegung zum weiterenStep VI I-B2: Automated opening of the holding brake of the hoist h Step VIII-B2: Automated continuation of the lowering movement to the next
Absetzen der Last L, wobei die für die Senkbewegung notwendige Leistung gemäß einer ersten Drehzahl-Drehmomenten-Kennlinie (schnellere Senkbewegung) des Elektromotors bereitgestellt wird und hierfür eine erste Wicklungsschaltung des Elektromotors eingeschaltet ist. Dropping the load L, the power required for the lowering movement being provided according to a first speed-torque characteristic curve (faster lowering movement) of the electric motor and a first winding circuit of the electric motor being switched on for this purpose.
Die Figur 6 zeigt ein Diagramm von Drehzahl-Drehmomenten-Kennlinien des Elektromotors bei der ersten Wcklungsschaltung, dem sogenannten seriellen Modus. Bei der ersten Wicklungsschaltung steht ein gegenüber der zweiten Wcklungsschaltung geringeres Drehmoment zur Verfügung. Die erste Wcklungsschaltung ermöglicht gegenüber der zweiten Wcklungsschaltung höhere Drehzahlen und somit eine schnellere Hub- und/oder Senkbewegung. FIG. 6 shows a diagram of speed-torque characteristics of the electric motor in the first winding circuit, the so-called serial mode. In the first winding circuit, a lower torque is available compared to the second winding circuit. The first winding circuit enables higher speeds compared to the second winding circuit and thus a faster lifting and / or lowering movement.
In dem Diagramm sind exemplarisch drei Drehzahl-Drehmomenten-Kennlinien dargestellt. Die oberste Drehzahl-Drehmomenten-Kennlinie, gekennzeichnet durch eine Raute, stellt das maximal nutzbare Drehmoment des Elektromotors dar. Die mittlere Drehzahl-Momenten-Kennlinie, gekennzeichnet durch ein Quadrat, stellt das durch die Last geforderte Drehmoment des Elektromotors dar. Die unterste Drehzahl- Drehmomenten-Kennlinie, gekennzeichnet durch ein x, stellt das Nenn-Drehmoment des Elektromotors dar. Elektromotor-typisch fällt auf jeder der Drehzahl-Dreh o enten-Kennlinien nach einem Drehzahl-Bereich, der bei einer Drehzahl von 0- 1/min anfängt und in welchem das höchste Drehmoment anliegt, das Drehmoment signifikant ab. Hieran lässt sich, vor allem im Vergleich mit dem in Figur 7 dargestellten Diagramm, erkennen, weshalb bei Verwendung eines Elektromotors zum Heben einer Last ohne mechanisches Getriebe die Umschaltung zwischen den Wicklungsschaltungen erforderlich ist. The diagram shows three speed-torque characteristics as an example. The top speed-torque curve, marked by a diamond, represents the maximum usable torque of the electric motor. The middle speed-torque curve, marked by a square, represents the torque of the electric motor required by the load. Torque characteristic, marked by an x, represents the nominal torque of the electric motor. Typically for an electric motor, the torque drops significantly on each of the speed-torque characteristics according to a speed range that starts at a speed of 0-1 / min and in which the highest torque is applied. In this way, especially in comparison with the diagram shown in FIG. 7, it can be seen why, when using an electric motor to lift a load without a mechanical transmission, it is necessary to switch between the winding circuits.
Die Figur 7 zeigt exemplarisch ein Diagramm von Drehzahl-Drehmomenten- Kennlinien des Elektromotors bei der zweiten Wicklungsschaltung, dem sogenannten parallelen Modus. Bei der zweiten Wicklungsschaltung steht ein gegenüber der ersten Wicklungsschaltung höheres Drehmoment zur Verfügung. Die zweite Wicklungsschaltung lässt allerdings gegenüber der ersten Wicklungsschaltung geringere Drehzahlen und somit eine langsamere Hub- und/oder Senkbewegung zu. Im Übrigen gelten die Ausführungen zu Figur 6 analog auch für das in Figur 7 gezeigte Diagramm. Die anhand der Figuren 6 und 7 veranschaulichten Zusammenhänge gelten für das erfindungsgemäße Verfahren unabhängig davon, ob es durch den beispielhaft in Figur 1 gezeigten Hafenmobilkran 1 oder ein anders eingesetztes Hubwerk h mit mindestens einem Elektromotor und einer entsprechend ausgebildeten und eingerichteten Steuerung ausgeführt wird. FIG. 7 shows an example of a diagram of speed-torque characteristics of the electric motor in the second winding circuit, the so-called parallel mode. In the second winding circuit, a higher torque is available compared to the first winding circuit. The second winding circuit, however, allows lower speeds compared to the first winding circuit and thus a slower lifting and / or lowering movement. Otherwise, the explanations relating to FIG. 6 also apply analogously to the diagram shown in FIG. The relationships illustrated with reference to FIGS. 6 and 7 apply to the method according to the invention regardless of whether it is carried out by the mobile harbor crane 1 shown by way of example in FIG.
Bezugszeichenliste List of reference symbols
1 Hafenmobilkran1 mobile harbor crane
2 Unterwagen 2 undercarriages
3 Oberwagen 4 Turm 3 superstructure 4 tower
5 Ausleger 5 booms
6 Fahrwerk 6 chassis
7 Kai 7 quay
8 Abstützvorrichtung 9 Gegengewicht8 Support device 9 Counterweight
10 Rollenkopf 10 roller head
L Last d Drehwerk L load d slewing gear
D Drehachse w Wippwerk D axis of rotation w luffing mechanism
W Wppachse h Hubwerk W Wp axis h hoist

Claims

Patentansprüche Claims
1. Verfahren zum Heben und/oder Senken einer Last (L) mittels eines Hubwerks (h), wobei ein für eine Hubbewegung beziehungsweise eine Senkbewegung des Hubwerks (h) notwendiges Drehmoment von mindestens einem Elektromotor des Hubwerks (h) bereitgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Anheben und/oder Absetzen der Last (L) ein Ist-Wert, vorzugsweise eines als Indikator für die Belastung des Hubwerks (h) festgelegten Kennwerts (Belastungsindikator), ermittelt und mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen wird und in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses der Elektromotor elektrisch umgeschaltet wird. 1. A method for lifting and / or lowering a load (L) by means of a lifting mechanism (h), a torque required for a lifting movement or a lowering movement of the lifting mechanism (h) being provided by at least one electric motor of the lifting mechanism (h), characterized in that that when the load (L) is lifted and / or set down, an actual value, preferably a characteristic value (load indicator) specified as an indicator for the load on the hoist (h), is determined and compared with a predetermined threshold value and as a function of the comparison result the electric motor is switched over electrically.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses noch während des Anhebens und/oder Absetzens der Last (L) die Hubbewegung beziehungsweise Senkbewegung des Hubwerks (h) unterbrochen wird und nach dem Umschalten die Hubbewegung beziehungsweise Senkbewegung zum weiteren Anheben beziehungsweise Absetzen der Last (L) fortgesetzt wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that, depending on the comparison result, the lifting movement or lowering movement of the lifting mechanism (h) is interrupted while the load (L) is being lifted and / or lowered, and after switching the lifting movement or lowering movement is interrupted for further lifting or lowering the load (L) is continued.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses zwischen verschiedenen Wicklungsschaltungen elektrisch umgeschaltet wird, um dadurch entweder das für die Hubbewegung beziehungsweise Senkbewegung notwendige Drehmoment gemäß einer ersten Drehzahl-Drehmomenten-Kennlinie des Elektromotors bereitzustellen und hierfür eine erste Wicklungsschaltung des Elektromotors einzuschalten oder das für die Hubbewegung beziehungsweise Senkbewegung notwendige Drehmoment gemäß einer zweiten Drehzahl-Drehmomenten-Kennlinie des Elektromotors bereitzustellen und hierfür eine zweite Wicklungsschaltung des Elektromotors einzuschalten. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the electric motor is electrically switched between different winding circuits depending on the comparison result in order to either provide the torque required for the lifting or lowering movement according to a first speed-torque characteristic of the electric motor and for this purpose to switch on a first winding circuit of the electric motor or to provide the torque required for the lifting movement or lowering movement according to a second speed-torque characteristic curve of the electric motor and to switch on a second winding circuit of the electric motor for this purpose.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Drehzahl-Drehmomenten-Kennlinie eine gegenüber der zweiten4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the first speed-torque characteristic curve compared to the second
Drehzahl-Drehmomenten-Kennlinie schnellere Hub- und/oder Senkbewegung ermöglicht. Speed-torque characteristic enables faster lifting and / or lowering movements.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, vorzugsweise auf Veranlassung einer Steuerung, die Ermittlung des Ist-Werts automatisiert erfolgt und/oder der Vergleich des Ist-Werts mit dem vorgegebenen Schwellenwert automatisiert erfolgt und/oder die Hub- und/oder Senkbewegung beim Anheben und/oder Absetzen der Last (L) automatisiert unterbrochen wird und/oder der Elektromotor automatisiert elektrisch, vorzugsweise zwischen verschiedenen Wicklungsschaltungen, umgeschaltet wird und/oder die Hub- und/oder Senkbewegung zum weiteren Anheben und/oder Absetzen der Last (L) automatisiert fortgesetzt wird. 5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that, preferably at the instigation of a controller, the determination of the actual value takes place automatically and / or the comparison of the actual value with the predetermined threshold value takes place automatically and / or the lifting and / or lowering movement is automatically interrupted when lifting and / or lowering the load (L) and / or the electric motor is automated electrically, preferably is switched between different winding circuits and / or the lifting and / or lowering movement for further lifting and / or lowering of the load (L) is continued automatically.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung des Ist-Werts und der Vergleich des Ist-Werts mit dem vorgegebenen Schwellenwert kontinuierlich während des Anhebens und/oder Absetzens der Last (L), vorzugsweise auch nach dem Anheben und vor dem Absetzen der Last (L), vorzugsweise während der gesamten Hub- und/oder Senkbewegung, erfolgen. 6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the determination of the actual value and the comparison of the actual value with the predetermined threshold value continuously during the lifting and / or lowering of the load (L), preferably also after lifting and before lowering the load (L), preferably during the entire lifting and / or lowering movement.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Haltebremse des Hubwerks (h), vorzugsweise automatisiert, geschlossen wird, sobald die Hub- und/oder Senkbewegung unterbrochen ist, und geschlossen bleibt, während der Elektromotor elektrisch, vorzugsweise zwischen verschiedenen Wicklungsschaltungen, umgeschaltet wird. 7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a holding brake of the hoist (h), preferably automated, is closed as soon as the lifting and / or lowering movement is interrupted, and remains closed, while the electric motor is electrical, preferably between different ones Winding circuits, is switched.
8. Hubwerk (h) mit mindestens einem Elektromotor und einer Steuerung, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung ausgebildet und eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen. 8. Hoist (h) with at least one electric motor and a controller, characterized in that the controller is designed and set up to carry out a method according to one of the preceding claims.
9. Hubwerk (h) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor ein wicklungsumschaltbarer Elektromotor ist. 9. Hoist (h) according to the preceding claim, characterized in that the electric motor is a winding-switchable electric motor.
10. Kran, insbesondere Hafenkran, insbesondere Hafenmobilkran (1), mit einem Hubwerk (h) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche. 10. A crane, in particular a harbor crane, in particular a mobile harbor crane (1), with a hoist (h) according to one of the preceding claims.
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