-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Steuer- und Regelanordnung zur
Sicherung einer Fördereinrichtung,
insbesondere einer Krananlage. Sie ist für einen Überlastfall vorgesehen, wenn
beim Fördern
des Fördergutes,
also bei bewegtem Fördergut, eine
die normale Betriebslast übersteigende
Last, die Überlast,
auftritt. Solche Überlasten
können
insbesondere bei Krananlagen, aber auch bei Fahrstühlen oder
anderen Förderanlagen
auftreten, wenn sich beispielsweise das Fördergut beim Fördern verhakt oder
verklemmt. Insbesondere bei Krananlagen besteht die Gefahr, daß sich beim
Aufwärtsbewegen von
Lasten diese an in den Förderweg
ragenden Gegenständen
oder Vorsprüngen
verhaken. In so einem Fall können
Belastungen auftreten, die die Fördereinrichtung
stark beschädigen
oder, im Fall von freistehenden Kränen, sogar zum Umstürzen der
Fördereinrichtung
führen
können.
-
Bei
einer bekannten Überlastsicherung,
wie sie z. B. in der
DE
202 19 282 U1 angegeben ist, trennt eine lastabhängige Kupplung
im Überlastfall eine
Hubseilwinde von einem Hubseilwindenantrieb. Dabei erlaubt eine
ebenfalls wirkende Hubseilbremse ein lastgesteuertes Absenken der
Hublast.
-
Ein
besonderes Problem besteht bei Container-Krananlagen, sogenannte
Containerbrücken,
die beim Umschlag von Containern diese aus den engen Ladeschächten von
Containerschiffen fördern.
Dabei können
die Container in diesen Ladeschächten
verkanten und sich verklemmen. Der dabei entstehende Überlastfall
kann bei einer Fortsetzung des Fördervorgangs
dazu führen,
daß die
Kranbrücke
stark überlastet
wird und im schlimmsten Fall sogar abreißt und abstürzt. Für diesen Fall sind sog. Snag-Load Systeme
vorgesehen, die den Überlastfall
erkennen und über
hydraulisch gesteuerte Entlastungsschlitten die Förderseile
entspannen, so daß die
angehängten Container
aus der verklemmten Stellung gebracht werden können, und anschließend – nach dem
Entlasten – wieder
ordnungsgemäß gefördert werden können. Solche
hydraulisch gesteuerten Entlastungsvorrichtungen sind sehr aufwendig
und wartungsintensiv und erfordern eine komplexe Tragseilführung. Insbesondere
dann, wenn, wie bei Containerbrücken üblich, für jeden
Containerspreader zwei Hubseilanlagen vorgesehen sind, die im Betrieb
synchronisiert sind. Bei solchen Anlagen ist für jede Hubseilanlage ein solches
Snag-Load-System erforderlich. Der vorliegenden Erfindung liegt
daher die Aufgabe zugrunde, solche Snag-Load Systeme zu vereinfachen.
-
Erfindungsgemäß wird dieses
Problem durch eine Steuer- und Regelanordnung gemäß Anspruch
1, eine Fördereinrichtung
gemäß Anspruch 12
und eine Krananlage gemäß Anspruch
13 gelöst. Dabei
ist eine Bremseinrichtung vorgesehen, welche auf die Fördereinrichtung
wirkt sowie eine Steuerung für
die Bremseinrichtung.
-
Der
Begriff "Steuerung" soll nachfolgend
sowohl ein klassisches (offenes) Steuerungssystem bezeichnen, bei
dem eine oder mehrere Eingangsgrößen eine
oder mehrere Ausgangsgrößen eines
Systems beeinflussen, als auch ein (geschlossenes) Regelungssystem,
bei dem die Regelung in einem Regelkreis abläuft und fortlaufend eine Regelgröße als abhängige Größe mit einer
vorgegebenen Größe verglichen
und selbsttätig
zur Angleichung an diese sog. Führungsgröße beeinflußt wird.
Der Begriff "Steuerung" soll nachfolgend
auch ein System bezeichnen, das sowohl Steuerungs- als auch Regelungsfunktionen
ausführt.
-
Die
erfindungsgemäße Steuer-
und Regelanordnung umfaßt
weiterhin einen Überlastsensor,
der den Überlastfall
erfaßt
und ein entsprechendes Überlastsignal
abgibt, welches die Steuerung aktiviert. Weiterhin ist ein Geschwindigkeitssensor
vorgesehen, der eine Fördergutgeschwindigkeit
erfaßt
und ein entsprechendes Geschwindigkeitssignal abgibt. Dabei wirkt
die Steuerung auf das Überlastsignal
hin zunächst
so auf die Bremseinrichtung, daß diese
die Fördereinrichtung
blockiert und das Fördergut
sichert. Der Fördervorgang
wird unterbrochen. Auf ein nachfolgendes Entlastungssignal hin gibt
dann die Steuerung die Fördereinrichtung – durch
entsprechendes Ansteuern der Bremseinrichtung – so frei, daß diese
unter Lastwirkung des Fördergutes
in einen Entlastungszustand bewegt wird. Bei einer Krananlage wird
dabei das Fördergut
zur Entlastung abgesenkt. Die Wirkung der Bremseinrichtung auf die Fördereinrichtung
wird dabei so von der Steuerung gesteuert bzw. geregelt, daß das Fördergut
mit einer weitgehend konstanten Fördergeschwindigkeit in den
Entlastungszustand bewegt wird. Diese konstante Fördergeschwindigkeit
wird gewährleistet,
indem diese entsprechend dem Geschwindigkeitssignal des Geschwindigkeitssensors
geregelt wird.
-
Die
erfindungsgemäße Steuer-
und Regelanordnung erlaubt es, Überlastfälle sicher
zu erkennen und zu entschärfen.
Dabei nutzt sie weitgehend Sicherheitskomponenten, die an Fördereinrichtungen
und insbesondere an Krananlagen bzw. Containerbrücken sowieso vorhanden sind.
Die Bremseinrichtung sichert z. B. auch bei einer Unterbrechung der
Energieversorgung (Stromausfall) das Fördergut. Es sind also bis auf
die Steuerung selbst keine aufwendigen zusätzlichen Elemente erforderlich.
-
Die
Ansprüche
2 bis 5 betreffen die Ausführung
und Regelung bzw. Ansteuerung der Bremseinrichtung. Gemäß Anspruch
2 ist dabei die Bremseinheit als federbelastete Bremse ausgeführt, die
ein sog. Lüftgerät aufweist, über das
die Bremseinheit gelöst
werden kann. Die Steuerung wirkt dabei auf das Lüftgerät. Gemäß Anspruch 3 ist das Lüftgerät als elektrohydraulisches
Lüftgerät ausgebildet,
bei der ein frequenzgesteuerter Elektromotor mit einer Hydraulikpumpe
zusammenwirkt, die einen Druck aufbaut, der das Lüftgerät gegen
die Wirkung einer Bremsfeder verstellt und so die Bremsmechanik
löst. Die
Steuerung wirkt dabei auf einen Frequenzumrichter, welcher über eine
Steuerfrequenz den Elektromotor des elektrohydraulischen Lüftgerätes ansteuert
und damit den hydraulischen Druck im Lüftgerät regelt. Solche elektrohydraulischen
Lüft geräte haben
sich insbesondere bei den in der Fördertechnik häufig verwendeten
Industriebremsen als robust und zuverlässig bewährt.
-
Gemäß Anspruch
4 stellt die Steuerung die Steuerfrequenz entsprechend einem z.
B. in der Steuerung gespeicherten Frequenzprofil ein. Die Auswahl
und Gestaltung des Frequenzprofils erlaubt es, die Steuerung auf
einfache Weise auf das System Fördereinrichtung-Bremseinrichtung
abzustimmen. So können
die Fördereinrichtungs-spezifischen Randbedingungen
berücksichtigt
werden, wie Elastizität
des Krangestells und der Förderseile,
und die Eigenschaften der Bremse (Bremstyp, Zusammenwirkung des
Bremskörpers
und der Bremsbacken, Elastizität
im Bremsgestänge
bzw. Trägheiten
und Verzögerungen
bei der Ansteuerung des Lüftgerätes). Gemäß Anspruch
5 ist zum Regeln der Fördergeschwindigkeit
beim Bewegen des Fördergutes
in einen Entlastungszustand ein Rampenprofil vorgesehen, das je
nach Überschreiten
oder Unterschreiten einer ersten und zweiten bzw. einer oberen und
unteren Fördergeschwindigkeit
ansteigend oder absteigend abgefahren wird. Solche Frequenzrampen
erlauben eine genaue Regelung der Bremseinrichtung. Dabei ist das
Profil der Frequenzrampe so wählbar,
daß Ruckeffekte
beim Bremsen weitgehend vermieden werden.
-
Die
Ansprüche
6 bis 8 betreffen eine zweite Bremseinrichtung und deren Wirkung.
Damit wird die Betriebssicherheit im Überlastfall zusätzlich erhöht, und
die Überlastung
wichtiger Antriebskomponenten in der Fördereinrichtung kann besser
verhindert bzw. deren Belastung verringert werden. Dabei ist gemäß Anspruch
6 eine zweite Bremseinrichtung vorgesehen, die auf das Überlastsignal
hin ebenfalls blockiert wird. Diese zweite Bremseinrichtung erlaubt
es z. B. innere Spannungen in einem Antriebsstrang abzubauen, bevor
die eigentliche Entlastung der Fördereinrichtung
erfolgt. Solche inneren Spannungen können beispielsweise durch verzögerte Wirkungen
auf einzelne Komponenten im Antriebsstrang auftreten. Die zweite
Bremseinrichtung bewirkt im Überlastfall auch
eine zusätzliche
Sicherung des Förderguts.
Gemäß Anspruch
7 steuert dabei die Steuerung ein Hydraulikventil an, welches den
Druck in einer hydraulischen bzw. elektrohydraulischen Lüfteinheit
abbaut und so direkt und ohne "elektrischen
Umweg" die zweite
Bremseinheit unverzüglich
blockiert. Gemäß Anspruch
8 ist dabei das Hydraulikventil so ausgebildet, daß der Druck
so schnell abgebaut wird, daß die Bremswirkung
innerhalb eines Zeitraums von 40 bis 70 ms (Millisekunden) eintritt.
-
Die
Ansprüche
9 bis 10 betreffen das Überlastsignal
bzw. die Erkennung des Überlastfalles.
Gemäß Anspruch
9 wird das Überlastsignal
durch eine Überlastkupplung
ausgelöst,
insbesondere durch die Trennung der Kupplungshälften einer solchen Überlastkupplung.
Die Nutzung einer solchen Überlastkupplung
zum Erzeugen des Überlastsignals
stellt sicher, daß zum
einen der gewünschte Überlastfall
zuverlässig
erkannt wird, und verringert zum anderen, daß Fehlauslösungen der Steuerung auftreten,
z. B. in Fällen,
in denen der Überlastfall
gar nicht eingetreten ist. Dabei wird gemäß Anspruch 10 die Trennung der
Kupplungshälften über die
Detektion einer Drehzahldifferenz zwischen den beiden Kupplungshälften erfaßt. In der
Ausführung
gemäß Anspruch
11 wird die Trennung bzw. das Auslösen der Überlastkupplung durch einen
entsprechenden Näherungsschalter erfaßt, der
im Überlastfall
die Trennbewegung einer Kupplungshälfte detektiert.
-
Anspruch
12 betrifft eine Fördereinrichtung mit
einer erfindungsgemäßen Steuer-
und Regelanordnung, wobei die Fördereinrichtung
als Krananlage und insbesondere als Containerbrücke ausgebildet ist. Für solche
Fördereinrichtungen
ist die erfindungsgemäße Steuer-
und Regelanordnung besonders vorteilhaft, um insbesondere als Komponente
für ein sog.
Snag-Overload System zu dienen.
-
Anspruch
13 betrifft eine Containerbrücke, die
mit zwei Fördereinrichtungen
versehen ist. Bei typischen Containerbrücken sind insbesondere bei
langen Containerspreadern zwei Seilhubanlagen vorgesehen, die jeweils
synchronisiert auf die Enden des Spreaders wirken und so Container
mit hohen Umschlaggeschwindigkeiten mit nur geringen Pendel- und
Schaukelbewegungen fördern
können.
Dabei weisen die Seilhubanlagen eine gemeinsame Steuerung auf. Gemäß Anspruch
14 kann dabei die Steuerung auf die Bremseinrichtung einer der beiden
oder beider Fördereinrichtungen
wirken, so daß im Überlastfall
eine Trimmfunktion realisiert werden kann, mit der der Containerspreader
bzw. der anhängende Container
aus einer verklemmten (schrägen)
Stellung wieder in eine ordnungsgemäße Förderposition gebracht werden
kann.
-
Die
vorliegende Erfindung wird nun beispielhaft anhand eines in den
Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Dabei zeigt
-
1 ein
Hubwerk mit zwei Seilhubanlagen für eine Container-Krananlage,
-
2 einen
Teil des Hubwerks (eine der Seilhubanlagen) aus 2 zusammen
mit einer schematisch dargestellten Steuerung, und
-
3 einen
Hydraulikplan, der die Ansteuerung der Sicherheitsbremse illustriert.
-
Das
in 1 dargestellte Hubwerk 1 umfaßt zwei
Seilhubanlagen und weist zwei über
ein Getriebe 2 gekoppeltes identische Antriebs- und Abtriebsstränge 3, 3'; 4, 4' auf. Nachfolgend
werden die Hauptkomponenten des linken Antriebsstrangs 3 und des
linken Abtriebsstrangs 4 erläutert, wobei identische Komponenten
des rechten Antriebsstrangs 3' bzw. Abtriebsstrangs 4' mit gestrichenen
Bezugszeichen (X')
jeweils mitangegeben werden.
-
Der
Antriebsmotor 5, 5' wirkt über eine
Antriebswelle 6, 6' auf
eine Überlastkupplung 7, 7' an, die wiederum über eine
weitere Kupplung 8, 8' mit einer Bremsscheibe 9, 9' verbunden ist,
und treibt über eine
Antriebswelle 10, 10' das Getriebe 2 an. Auf
die Bremsscheibe 9, 9' wirkt eine Betriebsbremse 11, 11'. Die Ausgangswelle 12, 12' des Getriebes 2 wirkt über eine
weitere Kupplung 13, 13' auf eine Seiltrommel 14, 14', die das am
Seilzug 15, 15' hängende Fördergut 16 auf
und ab bewegt. Beim Fördergut 16 handelt
es sich hier um einen am Seilzug 15, 15' befestigten
Spreader mit einem daran über
Eckbeschläge
aufgenommenen Container (nicht dargestellt). An der Seiltrommel 14, 14' ist eine weitere
Bremsscheibe 17, 17' fixiert,
auf welche die Sicherheitsbremse 18, 18' wirkt. Die
Antriebsstränge 3, 3' sind über das Getriebe 2 miteinander
synchronisiert, z. B. über
die in 2 schematisch angedeutete Kupplung 19,
die beispielsweise als schaltbare Magnetkupplung ausgeführt ist.
Die Kopplung der Antriebsstränge 3, 3' gewährleistet
eine synchronisierte Auf- und Abbewegung des Fördergutes 16. Bei
getrennter Kupplung 19 ist auch ein unabhängiger Betrieb
der Antriebsstränge 3 und 3' möglich. In
dieser Betriebsform kann eine sog. Trimmfunktion ausgeführt werden,
um schräg
hängendes
Fördergut 16 wieder
in die waagerechte Lage zu bringen. Im Normalbetrieb treiben die Motoren 5, 5' über das
Getriebe 2 die Seiltrommeln 14, 14' an und bewegen
so das Fördergut
auf und ab. Zur Steuerung sind sowohl am Antriebsstrang 3, 3' als auch am
Abtriebsstrang 4, 4' Drehzahlmesser 23, 23' bzw. 24, 24' angeordnet.
-
Die
Steuerung des Hubsystems wird nun anhand der 2 beschrieben. 2 zeigt
den Antriebs- und Abtriebsstrang 3, 4 der linken
Seilhubanlage aus 1 und die Verbindung zur Kransteuerung 25 mit
dem Bedienelement 26. Im normalen Betrieb werden über das
Bedienelement 26 und weitere nicht dargestellte Bedienelemente
die Signale an die Steuerung 25 abgegeben, welche dann über entsprechende
Steuerleitungen auf den Motor 5 die Betriebsbremse 11 bzw.
die Sicherheitsbremse 18 wirken. Die Kransteuerung 25 führt alle
für den
Normalbetrieb erforderlichen Steuer- und Regelfunktionen aus. Die
Kransteuerung 25 wirkt dabei nicht nur auf die in 2 dargestellte
Hubwerkshälfte,
sondern auch auf die rechte in 1 dargestellte
Hubwerkshälfte.
Das Auf- und Abfahren wird dabei über das Bedienelement 26 gesteuert,
das einen sog.
-
Joystick 27 aufweist
sowie Trimmtasten 28, 28', mit denen im sog. Trimmbetrieb
de Hubwerkshälften
getrennt angesteuert werden können.
-
Beim Überlastfall
passiert folgendes. Die Überlastkupplung 7 ist
für ein
bestimmtes maximal übertragbares
Drehmoment (vom Motor 5 auf die Antriebswelle 10)
ausgelegt. Wird dieses Drehmoment überschritten, so trennen sich
die beiden Kupplungshälften
der Überlastkupplung 7.
So ein Überlastdrehmoment
tritt auf, wenn sich z. B. das Fördergut 16 beim
Aufwärtsfördern verklemmt
bzw. wenn die wirkende Gewichtskraft des Fördergutes zu hoch ist (Fördergut
zu schwer). Das Öffnen
der Überlastkupplung 7 trennt
den Motorantrieb von der Antriebswelle 10. Es wird kein
Antriebsdrehmoment mehr übertragen.
-
Das öffnen der Überlastkupplung 7 detektiert der Überlastsensor 29 und
er gibt ein Signal an die Steuerung 30 ab. Die Steuerung 30 gibt
weiter ein Signal an die Kransteuerung 25 ab, die daraufhin
den normalen Kranbetrieb unterbricht bzw. stoppt. Weiterhin gibt
die Steuerung 30 Auslösesignale
an die Bremsen 11 und 18 ab, die sowohl den Antriebsstrang 3 als
auch den Abtriebsstrang 4 blockieren. Dies verhindert,
daß sich
die vom Motor 5 abgekoppelte Last selbsttätig durch
die Schwerkraft absenkt.
-
Die
Bremsen 11 und 18 sind im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel
als sog. Industriebremsen ausgeführt,
die sich federbelastet schließen und über ein
geeignetes Lüftgerät (nicht
dargestellt), welches gegen die Federkraft arbeitet, gelöst werden können. Solche
Lüftgeräte arbeiten
in vielen Fällen elektrohydraulisch,
d. h. ein Elektromotor baut über eine
Hydraulikpumpe einen hydraulischen Druck in einem gegen die Feder
wirkenden Arbeitskolben auf, welcher die Bremse bei genügend hohem
Druck über ein
Hebelgestänge
löst. Das
Lösen oder
Lüften
der Bremse ist aber auch durch andere geeignete Stellelemente möglich (magnetisch,
mechanisch, etc.). Bei elektrohydraulischen Bremsen wird die Bremse
geschlossen, in dem der durch das elektrohydraulische Lüftgerät aufgebaute
Druck abgebaut wird. Dies geschieht üblicherweise dadurch, daß der Antrieb
des Elektromotors verlangsamt oder gestoppt wird.
-
Die
auf die Kabeltrommel 14 wirkende Sicherheitsbremse 18 kann
auch als direkt hydraulisch lösbare
Sicherheitsbremse ausgeführt
sein. 3 zeigt die Bremsen 18 und 18', welche von
einer Hydraulikeinheit H angetrieben werden, die wiederum von der
Kransteuerung 25, der Steuerung 30 bzw. vom Überlastsensor 29 Steuersignale
erhält
und ggf. an diese Einheiten 25, 30, 29 abgibt
(gestrichelte Linie). Die Bremsen 18, 18' sind drucklos
geschlossen und werden gelöst,
indem von der Hydraulikeinheit H über die dargestellte Hydraulikleitung
in den Druckkammern (18a, 18b; 18a', 18b') ein Druck
aufgebaut wird, welcher die Bremse gegen die Federkraft löst. Zum
Bremsen wird der Druck in diesen Druckkammern (18a, 18b; 18a', 18b') ggf. über die
Hydraulikeinheit H abgebaut. In der dargestellten Ausführung wird
der Bremsvorgang der auf die Kabeltrommel 14 wirkenden
Bremse 18 zusätzlich
beschleunigt, indem im Hydraulikkreislauf Stellventile 32, 32' angesteuert werden,
welche den Druckabbau der Bremsen 18, 18' und damit den
Bremsvorgang beschleunigen. Diese Ventile 32, 32' werden entweder über die
Steuerung 30 bzw. die Kransteuerung 29 oder direkt
vom Überlastsensor 29 selbst
angesteuert. Dadurch wird sichergestellt, daß die Last unmittelbar nach
Erkennen eines Überlastzustandes
durch den Überlastsensor 29 zusätzlich durch
Blockade der Kabeltrommel 14 gesichert wird. Der Druck
wird so schnell abgebaut, daß die
Bremswirkung innerhalb von 40 bis 70 ms einsetzt. Es gibt auch Ausführungen,
bei denen die Bremswirkung bereits nach weniger als 40 ms (bis zu
20 ms) eintritt. In einer anderen nicht dargestellten Ausführung kann
die Bremse 18 auch direkt auf den Seilzug 15 wirken
oder auf die Ausgangswelle 12. Die Betriebsbremse 11 wird
ebenfalls auf ein Signal der Steuerung 30 geschlossen.
-
Unmittelbar
nach dem Feststellen des Überlastfalls
ist damit die Überlastkupplung 7 entkoppelt und
so der Motor 5 vom An triebsstrang 3 getrennt und
die Bremsen 11 und 18 sind geschlossen. Gleichzeitig
ist eine Betätigung
des Krans oder Hubwerks über
die Kransteuerung 25 unterbunden, deren Funktion unterbrochen
ist. Optional können
auch die Getriebehälften 2 und 2' über die
steuerbare Kupplung 19 voneinander getrennt werden (siehe 1).
-
Um
das Hubwerk 1 in einen normalen Betriebszustand zurückzuführen, läuft folgendes
ab. Über
das Bedienelement 26 wird ein Entlastungssignal an die
Steuerung 30 abgegeben. Diese löst daraufhin die Sicherungsbremse 18 und
steuert die Betriebsbremse 11 so an, daß sich diese kontrolliert löst und die
Bremsscheibe 9 soweit freigibt, daß diese durch die Lastwirkung
beginnt durchzurutschen. Dadurch senkt sich das Fördergut 16 unter
Einfluß der Schwerkraft
ab. Die Absenkgeschwindigkeit wird über den Drehzahlmesser 31 erfaßt, der
ein entsprechendes Signal an die Steuerung 30 abgibt. Die
Ansteuerung der Betriebsbremse 11 erfolgt so, daß sich das
Fördergut 16 mit
einer konstanten Fördergeschwindigkeit
absenkt. Diese Fördergeschwindigkeit entspricht
einer vom Drehzahlmesser 31 an der getriebeseitigen Kupplungshälfte der Überlastkupplung 7 erfaßten Drehzahl.
-
Die
Regelung der Betriebsbremse 11 für eine möglichst konstante Entlastungsgeschwindigkeit funktioniert
im dargestellten Ausführungsbeispiel nach
folgendem Prinzip. Das elektrohydraulische Lüftgerät der Betriebsbremse 11 hat
einen die Hydraulikpumpe antreibenden frequenzgesteuerten Elektromotor.
Die Steuerfrequenz des Elektromotors wird über die Steuerung 30 und
einen entsprechenden Frequenzumrichter eingestellt. Solange die
vom Drehzahlmesser 31 erfaßte Drehzahl unter einer Mindestdrehzahl
liegt und damit die Entlastungsgeschwindigkeit bzw. die Fördergeschwindigkeit
unter einer Mindestfördergeschwindigkeit
liegt, wird die Steuerfrequenz erhöht und damit die Bremse weiter gelöst. Sobald
die gewünschte
Fördergeschwindigkeit
bzw. die gewünschte
Drehzahl erreicht ist, wird die Steuerfrequenz des Motors konstant
gehalten. Überschreitet
die Fördergeschwindigkeit
bzw. die Drehzahl ei nen Höchstwert,
so wird die Steuerfrequenz des Elektromotors abgesenkt. Damit wird
dessen Drehzahl reduziert und der gegen die Federkraft wirkende
Druck ebenfalls abgesenkt und damit die Bremskraft erhöht, so daß die Fördergeschwindigkeit bzw.
die Drehzahl verringert wird.
-
Um
eine möglichst
konstante Fördergeschwindigkeit
zu erreichen, wird die auf den Elektromotor wirkende Steuerfrequenz über ein
einstellbares bzw. speicherbares Rampenprofil erhöht oder
abgesenkt. Diese Frequenzrampe wird so auf das Gesamtsystem abgestimmt,
daß ein
kontinuierliches Durchrutschen der Bremse ohne sog. Ratter- oder Stick-Slip-Effekte
erfolgt. Dazu dient ein PID-Regler.
-
Über die
Trimmtasten 28, 28' kann
das geregelte Absenken auch getrennt für die jeweiligen Hälften des
Hubwerks 1 erfolgen. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft,
wenn sich das Fördergut
schräg
in einem Förderschacht
verkantet und verklemmt. Dieser Fall kann beim Fördern von Containern auftreten. Sobald
das Fördergut 16 vollständig in
den gewünschten
Entlastungszustand bewegt ist, wird die Überlastkupplung 7 justiert
und geschlossen. Alle Systeme werden einer Funktionsprüfung unterzogen, die
Steuerung 30 wird deaktiviert und das Hubwerk 1 wird
wieder über
die Kransteuerung 25 angesteuert.
-
Der
für die
linke Seite des Hubwerks 1 oben beispielhaft dargestellte
Steuerungsablauf erfolgt genauso für die rechte Seite des Hubwerks.
Dabei kann die Steuerung 30 so ausgeführt sein, daß sie auf
beide Antriebshälften
wirkt, es ist aber auch möglich, zwei
untereinander verbundene Steuerungen 30 bzw. 30' vorzusehen,
die sich ggf. sogar gegenseitig ersetzen können, so daß für die Überlast-Notfunktion eine Redundanz
geschaffen wird, welche die Funktionssicherheit erhöht.
-
Im
oben dargestellten Ausführungsbeispiel werden
die Sicherheitsbremse 18 und die Betriebsbremse 11 angesteuert.
Diese Bremsen sind in einem üblichen
Hubwerk 1 sowieso vorhanden. Es sind also keine zusätzlichen
Komponenten erforderlich. In einer anderen Ausführung ist es auch möglich, daß das geregelte
Absenken des Fördergutes
im Überlastfall
durch eine zusätzlich
vorhandene Bremseinrichtung geregelt wird. Es ist auch möglich, die
Sicherheitsbremse 18, 18' die auf die Kabeltrommel 14, 14' wirkt, regelungstechnisch
anzusteuern und über diese
Bremse den Entlastungszustand anzufahren.
-
Außer über die
beschriebenen Industriebremsen kann das Absenken auch über eine
aktiv wirkende Bremse kontrolliert werden. Solche aktiv wirkenden
Bremsen können
u. U. einfacher angesteuert werden, um das Absenken mit konstanter
Geschwindigkeit zu realisieren. Mögliche Bremsen sind z. B. hydraulische
Bremsen, pneumatische Bremsen und auch elektrisch, linear angetriebene
Bremsen. Sie können
auch zusätzlich
zu den vorhandenen Bremsen für
den Snag-Load-Fall vorgesehen werden.
-
Die
vorstehend beschriebene Steuer- und Regelanordnung ist hier im Zusammenhang
mit dem Hubwerk eines Containerkrans beschrieben. Das Steuerungsprinzip
für das
antriebslose Absenken eines Fördergutes
nach dem Eintreten eines Überlastfalls
läßt sich
aber auch ohne weiteres auf andere Fördereinrichtungen wie Fahrstühle, Seilbahnen,
Liftanlagen etc. übertragen.
-
Weitere
Ausführungen
und Lösungsalternativen
ergeben sich für
den Fachmann im Rahmen der nachfolgenden Ansprüche.