DE19905019C2

DE19905019C2 - Crane with heavy hoists

Info

Publication number: DE19905019C2
Application number: DE1999105019
Authority: DE
Inventors: Karl-Erich Bornebusch; Hans-Werner Gohres; Frank Berlin
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1999-01-28
Filing date: 1999-01-28
Publication date: 2001-03-08
Anticipated expiration: 2019-01-29
Also published as: EP1024107A2; DE19905019A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Kran mit schweren Hubwerken, insbesondere Kran zum Transport feuerflüssiger Massen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a crane with heavy hoists, especially crane for the transport of liquid fuels, according to the preamble of claim 1.

Entsprechend der Definition im Dubbel Taschenbuch für den Maschinenbau, 18. Aufl. U32 bis U35 werden unter dem Kapitel 2.9 "Kranarten" unterschieden zwischen Hängebahnen, Hängekranen, Brückenkranen und Verladebrücken. Schwere Brückenkrane, d. h. für schwere zu hebende Lasten, insbesondere Gießkrane, weisen zwei mit Abstand voneinander angeordnete Kastenträger auf. Auf den Innenstegen der Kastenträger sind auf der Oberseite Schienen für ein Katzfahrwerk befestigt. Das Katzfahrwerk weist zwei je mit einer Seiltrommel, einem Getriebe und einem Antrieb sowie einer Motorbremse versehene Hubwerke auf, zwischen denen eine Traverse über Seile in Form eines doppelten Seiltriebes einhängbar ist, wobei zur Geradhaltung der Traverse beide Seiltrommeln mechanisch über ein Verteilergetriebe miteinander verknüpft sind. Zusätzlich sorgt eine Wippe dafür, daß die Seile stramm anliegen. Mittels angebrachter Sensoren wird die Geschwindigkeit und der Drehwinkel der Seiltrommeln erfaßt.According to the definition in the Dubbel paperback for mechanical engineering, 18th ed. U32 to U35 are differentiated in chapter 2.9 "Crane types" Overhead conveyors, overhead cranes, overhead cranes and loading bridges. Heaviness Bridge cranes, d. H. for heavy loads to be lifted, especially pouring cranes two spaced-apart box girders. On the inner webs of the Box girders are attached to the top of rails for a trolley. The The trolley has two, each with a cable drum, a gear and a drive as well as a motor brake provided lifting devices, between which a traverse can be attached via ropes in the form of a double rope drive, keeping it straight the traverse mechanically connects both cable drums to one another via a transfer case are linked. In addition, a seesaw ensures that the ropes are tight. The speed and the angle of rotation of the Rope drums captured.

Das Verteilergetriebe fällt bei dieser Konstruktion groß aus; eine Störung dieses Getriebes führt zum Totalausfall des Kranes und Stillstandszeiten sind die Folge. Der mechanische Seilausgleich sowie die fehlende Redundanz erfordern einen besonderen Aufwand in der Antriebskette. Zur Vermeidung eines Lastabsturzes bei einem Bruch der mechanischen Antriebskette sind zusätzliche Sicherheitseinrichtungen wie z. B. Notaus-Stoppbremsen auf den Seiltrommeln erforderlich. The transfer case is large in this construction; a disturbance of this Transmission leads to total failure of the crane and downtimes are the result. The mechanical rope compensation and the lack of redundancy require one special effort in the drive chain. To avoid a load crash at a break in the mechanical drive chain are additional Safety devices such as B. Emergency stop brakes on the rope drums required.

Aus der gattungsbildenden DE-OS 21 14 386 ist eine Hubeinrichtung für Container bekannt. Diese weist ein auf einer Verladebrücke verfahrbares Katzfahrwerk auf, an dessen Rahmen eine mit Abstand unterhalb der Längsträger befindliche und um eine lotrechte Achse drehbar gelagerte Plattform angeordnet ist.A lifting device for containers is known from the generic DE-OS 21 14 386. This has a on a loading bridge movable trolley, on the frame of which is at a distance located below the longitudinal beam and rotatably mounted about a vertical axis Platform is arranged.

Auf der Plattform sind vier Winden-Trommeln gelagert, die so angeordnet sind, dass jeweils zwei zu einem Paar zusammengeschaltet sind. Zwischen diesen ist ein Antriebsmotor angeordnet mit einem Verteilergetriebe und je einem Vorgelege. Am Verteilergetriebe ist auch eine Bremse befestigt. Auf jeder Winden-Trommel sind zwei Stränge eines Hubseiles aufgewickelt. Die Seil-Stränge jeder Winden-Trommel treten durch Öffnungen in der Plattform hindurch und umschlingen vereinigt eine an einer Lasttraverse angeordnet Rolle.Four winch drums are mounted on the platform, which are arranged so that each two are connected to a pair. Between them is a drive motor arranged with a transfer case and one countershaft. On the transfer case also attached a brake. There are two strands of hoisting rope on each winch drum wound up. The rope strands of each winch drum pass through openings in the The platform passes through and wraps around a roller arranged on a load beam.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, einen konstruktiv einfachen Kran mit schweren Hubwerken, insbesondere zum Transport feuerflüssiger Massen, anzugeben, der servicefreundlich aufgebaut ist und eine Redundanz in der mechanischen Antriebskette aufweist und bei dem auf zusätzliche Sicherheitseinrichtungen wie z. B. Notaus- Stoppbremse verzichtet werden kann. The invention was based on the object of a structurally simple crane with heavy Hoists, especially for the transport of liquid fuels, to specify the service-friendly design and redundancy in the mechanical drive chain has and in which on additional safety devices such. B. Emergency stop Stop brake can be dispensed with.

Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff in Verbindung mit den kennzeich nenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.This task is based on the generic term in conjunction with the nenden features of claim 1 solved.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind Bestandteil des Anspruchs 2.Advantageous further developments are part of claim 2.

Nach der Lehre der Lösung sind auf dem Katzfahrwerk u. a. vier identisch ausgebildete Hubwerke mit je einem Antrieb, einer Motorbremse, einem Getriebe und einer Seiltrommel angeordnet. Diese Anordnung kann auch als Viertrommelhubwerk mit elektronischem Seilausgleich bezeichnet werden. Jedes dieser vier Hubwerke ist so ausgelegt, daß bei Ausfall des parallel geschalteten Hubwerkes das andere eine Hälfte der Last tragen kann. Statt des bisher üblichen mechanischen Seilausgleiches erfolgt der Seilausgleich zwischen den vier Hubwerken elektronisch. Die Steuerung der Hubwerke besteht aus einem Geschwindigkeitsregler für die Hubbewegung, einem Positionsregler zur Vermeidung einer Traversenschiefstellung, sowie zwei Momentenregler für den elektronischen Seilausgleich auf jeder Traversenseite.After teaching the solution are on the trolley u. a. four identically trained Hoists with one drive, one motor brake, one gear and one Rope drum arranged. This arrangement can also be used as a four-drum hoist electronic rope compensation. Each of these four hoists is like this designed that in the event of failure of the parallel hoist the other half who can carry the load. Instead of the usual mechanical rope compensation the rope compensation between the four hoists electronically. The control of the Hoists consists of a speed controller for the lifting movement, a Position controller to avoid cross skew, and two Torque regulator for electronic rope compensation on each side of the truss.

Die vorgeschlagene Anordnung hat den Vorteil, daß jedes Hubwerk baulich klein gehalten werden kann, da es nur für eine Hälfte der Last ausgelegt ist. Im Schadensfall genügt es, das gesamte davon betroffene Hubwerk abzumontieren und vollständig durch ein Reservehubwerk zu ersetzen. Da alle Hubwerke identisch aufgebaut sind, spielt es keine Rolle, welches der vier Hubwerke davon betroffen ist. Da im Sinne einer Redundanz das parallel geschaltete Hubwerk bei Ausfall des anderen Hubwerkes weiterhin intakt ist, reicht dies für eine Notabsenkung der Last, um auf diese Weise Folgeschäden zu vermeiden.The proposed arrangement has the advantage that each hoist is structurally small can be held because it is designed for only half of the load. In case of damage it is sufficient to dismantle the entire hoist affected and completely to be replaced by a reserve hoist. Since all hoists are constructed identically, it doesn't matter which of the four hoists is affected. Because in the sense of one Redundancy of the parallel hoist if the other hoist fails is still intact, this is enough for an emergency lowering of the load in this way Avoid consequential damage.

Die Steuerung der vier Hubwerke erfolgt über den Abgleich der Geschwindigkeit der Hubbewegung, der Position und der Momente. Der Sollwert für die Geschwindigkeit wird in eine Steuerungseinheit nur eines der vier Hubwerke eingegeben. Der Abgleich zu den anderen drei Hubwerken erfolgt über den Positionsregler bzw. über das am Antriebsmotor zu erfassende Moment mit anschließender Momentenregelung.The four hoists are controlled by comparing the speed of the Stroke, position and moments. The setpoint for the speed only one of the four hoists is entered into a control unit. The comparison to the other three hoists is done via the position controller or via the Drive motor torque to be recorded with subsequent torque control.

Anhand einer Draufsicht und eines Blockschaltbildes wird ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kranes mit schwerem Hubwerk und dessen Betriebsweise näher erläutert.An exemplary embodiment is based on a plan view and a block diagram of a crane according to the invention with a heavy lifting mechanism and its mode of operation explained in more detail.

Fig. 1 zeigt in einer Draufsicht einen Ausschnitt eines Kranes 1 mit schwerem Hubwerk. Dieser besteht in diesem hier dargestellten Ausführungsbeispiel aus zwei Kastenträgern 2, 2', auf deren Innenstegen auf der Oberseite je eine Schiene 3,3' für ein Katzfahrwerk 4 befestigt ist. Fig. 1 shows a section in a plan view of a crane 1 with heavy lifting gear. In the exemplary embodiment shown here, this consists of two box girders 2 , 2 ', on the inner webs of which a rail 3 , 3 ' for a trolley 4 is fastened on the upper side.

Das Katzfahrwerk 4 weist vier identisch aufgebaute Hubwerke 5, 5', 5", 5''' auf, wovon zwei 5, 5' bzw. 5", 5''' parallel geschaltet sind. Jedes der vier Hubwerke 5-5''' ist mit einem Antrieb 6-6''', einer Motorbremse 7-7''', einem Getriebe 8-8''' und einer damit verbundenen Seiltrommel 9-9''' ausgerüstet. An hier nicht dargestellten Seilen der vier Seikrommeln 9-9''' hängt, gestrichelt gekennzeichnet, eine Traverse 10, an die die zu hebende Last anhängbar ist. Die Bewegung des Katzfahrwerkes 4 ist durch einen Doppelpfeil 11 kenntlich gemacht.The trolley 4 has four identically constructed hoists 5 , 5 ', 5 ", 5 "", two of which 5, 5' and 5", 5 "" are connected in parallel. Each of the four hoists 5-5 '''is equipped with a drive 6-6 ''', a motor brake 7-7 ''', a gear 8-8 ''' and a cable drum 9-9 '''connected to it . On ropes (not shown here) of the four Seikrummeln 9-9 ''', a traverse 10 , to which the load to be lifted, can be attached, is indicated by dashed lines. The movement of the trolley 4 is indicated by a double arrow 11 .

Fig. 2 zeigt in einem Blockschaltbild schematisch die steuerungsmäßige Verknüpfung der vier Hubwerke 5-5''', wovon zwei 5, 5' bzw. 5", 5''' parallel geschaltet sind. In den Regler R₅ der Steuerungseinheit des ersten Hubwerkes 5 wird der SOLL-Wert 12 der Geschwindigkeit eingegeben. Über den Regler R₅ wird der Antrieb 6 des ersten Hubwerkes 5 gesteuert. In Form einer Stromaufnahme ist am Antrieb 6 das erzeugte Moment T₅ abgreifbar. Dieses Moment T₅ wird als SOLL-Wert in die Steuerungseinheit des zweiten parallel geschalteten Hubwerkes 5' eingegeben. Das am Antrieb 6' des zweiten Hubwerkes 5' abgegriffene Moment T_5' wird mit dem des ersten Hubwerkes 5 abgeglichen. Wird eine Differenz festgestellt, wird das Moment T_5' des zweiten Antriebes 6' entsprechend erniedrigt oder erhöht. Die IST-Geschwindigkeit der Seiltrommel 9 wird zurückgeführt an die Schnittstelle 15 der Eingabe des SOLL- Wertes. Wird an der Schnittstelle 15 eine Abweichung festgestellt, wird der Regler R₅ entsprechend verstellt. Der IST-Wert ϕ₅ wird in die Steuerungseinheit des dritten Hubwerkes 5" auf der gegenüberliegenden Seite der Traverse 10 eingegeben. In dieser Steuerungseinheit wird ebenfalls ein IST-Moment T_5' des Antriebes 6" ermittelt und als SOLL-Wert in die Steuerung des parallel geschalteten vierten Hubwerkes 5''' eingegeben. Der Abgleich der Momente T_5', T_5''' erfolgt in der gleichen Weise wie zuvor für die erstgenannten Hubwerke 5, 5' bereits erläutert. Fig. 2 is a block diagram schematically showing the control even linking of the four hoists 5-5 ''', two of which 5, 5' and 5 ", 5 '''are connected in parallel. In the regulator R ₅ of the control unit of the first hoist unit 5 the target value is input 12 of the speed. About the controller R ₅ is controlled of the first hoist unit 5 of the drive 6 in the form of a power consumption by the drive 6, the torque generated T ₅ is tapped off. This torque T _5. is used as a desired value 'input. the the actuator 6' in the control unit of the second parallel lifting mechanism 5 of the second hoist unit 5 'tapped torque T _5' is matched with the said first hoist unit 5. If a difference is detected, the torque T is _{5 'of} the second drive 6 'correspondingly lowered or raised. the actual speed of the cable drum 9 is fed back to the interface 15 the input of the desired value. If a deviation is detected at the interface 15, the controller R is ₅ s adjusted accordingly. The ACTUAL value ϕ ₅ is entered into the control unit of the third lifting mechanism 5 ″ on the opposite side of the traverse 10. In this control unit, an ACTUAL torque T _{5 ′ of} the drive 6 ″ is also determined and as the TARGET value in the control of the fourth hoist 5 '''connected in parallel. The moments T _{5 '} , T _{5''' are} compared in the same way as previously explained for the first-mentioned hoists 5 , 5 '.

Claims

1.Crane with a heavy lifting mechanism, in particular a crane for transporting molten masses, with a trolley ( 4 ), on which four each with a cable drum ( 9 to 9 '''), a gear ( 8 to 8 ''') and a drive ( 6 to 6 ''') and a motor brake ( 7 to 7 ") provided hoists ( 5 to 5 ''') are arranged for lifting a crossbar ( 10 ), which can be suspended via ropes in the form of a double rope drive, whereby for Keeping the traverse ( 10 ) straight, the rope drums ( 9 to 9 ''') linked to one another and means for holding the ropes tight and sensors record the speed and the angle of rotation of the respective rope drum ( 9 to 9 ''') as well as the data of the sensors are linked together by control units, characterized in that the lifting mechanisms ( 5 to 5 ''') are of identical design, each with its own drive ( 6 to 6 '''), its own motor brake ( 7 to 7 ''') and one own gearbox ( 8 to 8 ''') and two hoists each are connected in parallel and that each control unit has its own speed controller (R5 to R5 '''), its own position controller and its own torque controller ( 15 to 15 ''') and that each hoist ( 5 to 5 ''') is used to lift the Half of the load is formed.

2. Crane according to claim 1, characterized, that in the control unit of one of the four hoists a TARGET value for the Enter the speed with the measured actual value and compare it and, in parallel, a comparison of the moments via the control unit on the same truss side interacting parallel connected second hoist takes place and the ACTUAL travel position of the first mentioned hoist as the TARGET value in the Control unit of the third hoist arranged on the other side of the truss entered and compared this in the controlled system with the measured actual value and the actual moment of the third hoist with the actual moment of the fourth Hoist is adjusted.