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WO2024047049A1 - Verfahren zur überwachung eines kettenzugs - Google Patents

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Publication number
WO2024047049A1
WO2024047049A1 PCT/EP2023/073685 EP2023073685W WO2024047049A1 WO 2024047049 A1 WO2024047049 A1 WO 2024047049A1 EP 2023073685 W EP2023073685 W EP 2023073685W WO 2024047049 A1 WO2024047049 A1 WO 2024047049A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
load
vertical position
transmission
carrying device
control device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2023/073685
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Oliver Moll
Torsten Sattler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konecranes Global Oy
Original Assignee
Konecranes Global Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konecranes Global Oy filed Critical Konecranes Global Oy
Priority to EP23762447.3A priority Critical patent/EP4499557B1/de
Priority to US18/865,935 priority patent/US12522481B2/en
Priority to JP2024568999A priority patent/JP2025528305A/ja
Priority to ES23762447T priority patent/ES3047858T3/es
Priority to CN202380042880.6A priority patent/CN119522186A/zh
Publication of WO2024047049A1 publication Critical patent/WO2024047049A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66D—CAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D1/00—Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans
    • B66D1/28—Other constructional details
    • B66D1/40—Control devices
    • B66D1/48—Control devices automatic
    • B66D1/485—Control devices automatic electrical
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66D—CAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D3/00—Portable or mobile lifting or hauling appliances
    • B66D3/18—Power-operated hoists
    • B66D3/26—Other details, e.g. housings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66D—CAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D3/00—Portable or mobile lifting or hauling appliances
    • B66D3/18—Power-operated hoists
    • B66D3/20—Power-operated hoists with driving motor, e.g. electric motor, and drum or barrel contained in a common housing

Definitions

  • the invention relates to a method for monitoring a chain hoist according to the preamble of claim 1 and a chain hoist according to the preamble of claim 8.
  • Generic chain hoists include an electric drive motor, a gearbox and a slip clutch functionally arranged between the drive motor and the gearbox.
  • the aforementioned components of the chain hoist are usually arranged in a drive housing.
  • Generic chain hoists also have a chain and a load-carrying device suspended over the chain.
  • the load-carrying device can be raised and lowered by moving the chain over at least one chain wheel arranged on an output shaft of the transmission.
  • Corresponding control commands are usually specified by an operator via a control switch and transmitted from the control switch to a control device of the chain hoist.
  • the limit switch is used in order to be able to override the control commands transmitted to the control device when its corresponding display is directed, in particular to the control device. If the limit switch is functional, the drive motor of the chain hoist, for example, can be stopped due to its display and the resulting intervention of the control device, even if a control command for raising or lowering has been transmitted to the control device.
  • the slip clutch of the chain hoist is primarily used to prevent overloading and the resulting damage to the drive motor, gearbox and chain.
  • the slip clutch slips, for example, if too large a load is to be lifted. Slipping can also be caused by the load handler hitting the drive housing or by hitting an end stop at one end of the chain when the chain is completely extended. However, even if the slipping clutch is adjusted too sensitively, slipping can occur.
  • By providing an upper limit switch it can be avoided that the load-carrying device hits the drive housing.
  • By providing a lower limit switch it can be avoided that the chain is completely extended and blocked by the end stop. However, if one of the limit switches is defective, the drive motor will not be stopped in time and the slip clutch will slip when the load handler hits the drive housing or when it hits the end stop.
  • the chain can be overloaded and the chain can even break. This is particularly the case if the load-carrying device repeatedly hits the drive housing due to a defective upper limit switch or if it repeatedly hits the end stop due to a defective lower limit switch.
  • DE 102015 105 517 A1 discloses a rope pull-in and deployment device for aviation applications and a method for controlling the device, whereby end positions of the rope can be detected using a sensor.
  • the invention is therefore based on the object of providing a method for monitoring a chain hoist and a chain hoist with which a safe and efficient operation of the chain hoist is made possible.
  • a speed of the transmission is detected via a sensor and the detected speed of the transmission is compared with an operating speed of the drive motor by means of a control device , a safe and efficient operation of the chain hoist is achieved in that a vertical position of a load-carrying device of the chain hoist is also determined by means of the control device.
  • the method according to the invention also provides for determining the vertical position of the load-carrying means in addition to the comparison between the detected transmission speed and the engine operating speed.
  • the load-carrying device designed for example as a load hook, is suspended from a chain of the chain hoist.
  • the chain can be arranged in a single-strand or multi-strand manner, so that the load-carrying device is attached to a free end of the chain (single-strand) or the chain is deflected by the load-carrying device designed as a bottom block (multi-strand).
  • the chain can be moved via at least one chain wheel arranged in a rotationally fixed manner on an output shaft of the transmission.
  • the rotational movement of the at least one chain wheel is transmitted to the chain via a positive connection with the chain, so that - depending on the direction of rotation - the load-carrying device is raised or lowered.
  • a rotational movement of the electric drive motor is transmitted to the at least one chain wheel, the torque being converted via the gearbox functionally arranged between them.
  • Appropriate control commands for raising and lowering are given, preferably by a control switch of the chain hoist, to the control device and from there to the drive motor.
  • the vertical position of the load handling device changes.
  • the vertical position of the load-carrying device can be changed via the control commands transmitted to the drive motor.
  • the vertical position of the load handler remains the same. Only small changes in the vertical position of the load-carrying device, which are caused, for example, by vibrations of the load-carrying device and are considered negligible in the context of the present invention, are then possible.
  • the vertical position of the load-carrying means can be a position between an upper end position and a lower end position arranged below the upper end position.
  • the upper end position is a position of maximum possible lifting height, which is mechanically limited, for example by abutting the load-carrying device on the drive housing of the chain hoist.
  • the upper end position is to be distinguished from a vertical position specified by an upper limit switch.
  • the lower end position is a position of maximum possible lowering depth, which is also mechanically limited, for example by the end stop when the load-carrying device is completely lowered.
  • the lower end position is to be distinguished from a vertical position specified by a lower limit switch.
  • the at least one limit switch provided on the chain hoist indicates its functionality when the vertical position of the load-carrying device corresponds to the vertical position specified by the limit switch.
  • the control device can intervene in the control process of the chain hoist based on such a display and, for example, override the control commands transmitted from the control switch to the control device.
  • the vertical position of the load-carrying device determined according to the method according to the invention can be stored by the control device with a known, for example in a memory unit of the control device, vertical position.
  • the known vertical position is in particular the lower and/or upper end position and/or the vertical position predetermined by the at least one limit switch.
  • the vertical position determined is preferably the current vertical position of the load-carrying device.
  • the determined vertical position of the load-carrying device can alternatively or additionally be stored in the memory unit of the control device. Such storage makes it possible, in particular, for the at least one determined vertical position to be used for a subsequent evaluation.
  • the sensor provided on the chain hoist preferably detects the speed of an individual shaft of the transmission, so that the speed of the transmission or transmission speed is then understood to mean the speed of the individual shaft of the transmission.
  • the sensor can also record the speed of an individual gear in the transmission.
  • the sensor transmits the speeds it detects to the control device using sensor signals.
  • the sensor signals can be stored in the form of sensor data in the memory unit of the control device.
  • the operating speed of the drive motor or engine operating speed is preferably determined from operating data of the drive motor. These can each be stored in the memory unit of the control device for different operating states of the chain hoist.
  • a speed deviation or speed difference can be determined.
  • the control device can detect clutch slipping of the slip clutch functionally arranged between the drive motor and the transmission, in particular between a motor shaft and an input shaft of the transmission. Depending on which shaft or gear of the transmission the speed is recorded, the transmission ratio of the transmission must be taken into account when determining the deviation.
  • the occurrence of clutch slipping is stored in the memory unit. Provision can also be made for an error message to be generated.
  • the load-carrying device is connected via the chain and the at least one sprocket to the output shaft of the transmission, also referred to as the transmission output shaft
  • a force or change in force acting on the chain has an impact on the torque applied to an input shaft of the transmission . Therefore, as the force on the chain changes, the torque applied to the input shaft of the transmission, also known as the transmission input shaft, changes; This also changes the torque acting on the transmission-side part of the slip clutch. If the applied torque exceeds the maximum torque that can be transmitted by the slipping clutch, to which the slipping clutch is set, the slipping clutch slips.
  • the maximum transferable torque corresponds to a value that corresponds to the nominal load of the chain hoist.
  • Clutch slipping caused by one of the two aforementioned causes is less critical in terms of avoiding chain breaks than clutch slipping caused by the causes described below and can therefore be tolerated with a comparatively greater frequency of occurrence.
  • the cause of slipping can also be the load handler hitting the drive housing or hitting the end stop. Both causes can be traced back to a defective upper limit switch or a defective lower limit switch.
  • the lifting or lowering movement of the load-carrying device is stopped abruptly by the load-carrying device hitting the drive housing or by hitting the end stop, while the drive motor continues to run. Due to the high load on the chain that occurs and is caused in particular by the high tensile forces acting on the chain, especially as a result of the frequent occurrence of such high loads, the chain can be overloaded and the chain can even break.
  • the method according to the invention not only the clutch slipping itself can be determined, but also the vertical position in which the load-carrying device is at the time of the clutch slipping.
  • the control device can therefore, for example, conclude that the respective upper or lower limit switch is defective if it detects clutch slipping based on sensor signals from the sensor and the determined vertical position of the load-carrying device can be assigned to the upper or lower end position. However, if the vertical position of the load-carrying device determined when the coupling slips cannot be assigned to a vertical position stored in the memory unit of the control device, the control device can conclude that the coupling slipping is caused by another cause, for example an excessive load on the load-carrying device.
  • the failure of a limit switch can be diagnosed and the proportion of chain breaks that can be attributed to defective limit switches can at least be reduced. This enables safe operation of the chain hoist.
  • Using the method according to the invention also does not negatively affect the production costs required for a chain hoist, since no additional hardware is required compared to the chain hoist known from EP 1 510498 B1.
  • the vertical position of the load-carrying means is determined based on sensor signals from the sensor.
  • the vertical position of the gearbox is also determined
  • Load handling device determined based on the sensor signals.
  • the sensor signals are received and evaluated by the control device for this purpose.
  • the sensor signals are preferably stored in the memory unit of the control device. If the sensor is designed accordingly, it is possible to determine the vertical position of the load-carrying device exclusively based on the sensor signals.
  • a direction of rotation of the gear is detected based on the sensor signals and the vertical position of the load-carrying device is determined by “counting up” and “counting down” the sensor signals.
  • the direction of rotation of the gearbox associated with a lifting or lowering of the load-carrying device is recorded in order to be able to determine whether the sensor signals need to be counted up or down, i.e. whether the sensor signals need to be added or subtracted.
  • the direction of rotation of the individual shaft of the transmission is preferably recorded. Alternatively, the direction of rotation of the individual gear of the transmission can be recorded.
  • the starting point for counting up and down i.e. the initial vertical position of the load handling device
  • the starting point for counting up and down can be specified, for example, when the chain hoist is put into operation. It can also be provided that a calibration, in particular a reset, of the starting point is possible during operation of the chain hoist. If the starting point for counting up and down is known, the change in vertical position and thus also the (current) vertical position can be determined based on counting up and down.
  • the control device connected to the sensor for signaling purposes counts up, for example, when the load-carrying device is raised and down when the load-carrying device is lowered.
  • the incremental sensor preferably used for counting up and down comprises a serrated washer fixed in a rotationally fixed manner on a shaft of the transmission and a light barrier, which in particular has two photodetectors for detecting the direction of rotation.
  • the vertical position of the load-carrying device can be determined exclusively based on the sensor signals.
  • the associated sensor signal in the control device is added to the previous value of the sensor signals, i.e. counted up, or subtracted from it, i.e. counted down.
  • the change in the vertical position of the load-carrying device when a single light barrier is interrupted is known, so that the vertical position of the load-carrying device can be derived from the value of the sensor signals.
  • a vertical position of the load-carrying device can be determined based on the extent of the change in the sensor signals and the clutch slipping can therefore be assigned to a cause.
  • the vertical position of the load-carrying means is determined by means of time measurement.
  • the time measurement is first used to determine at what point in time after the start of the time measurement the clutch slipping occurs. Taking into account the vertical position of the load handler when starting the time measurement as well as the The lifting speed of the chain hoist or - if there are several possible lifting speeds - the vertical position of the load-carrying device can then be determined based on the currently selected lifting speed. In addition, any previous clutch slipping is preferably taken into account in order to be able to determine the vertical position of the load-carrying device as accurately as possible.
  • the respective times for the upper end position, the lower end position and the vertical position specified by the at least one limit switch are preferably stored in the memory unit of the control device.
  • the aforementioned times can be adapted to the respective chain hoist, in particular to the maximum lifting height and lifting speed of the respective chain hoist.
  • Clutch slipping caused by an excessive load on the load-carrying device typically occurs shortly after the load has been lifted, for example when the load-carrying device is in a vertical position near the ground.
  • By measuring time it can be determined whether the clutch slip occurs shortly after the load is lifted, for example within two to three seconds. If this is the case, the control device can conclude that the clutch slipping is caused by an excessive load on the load-carrying device, or at least rule out that the clutch slipping is caused by a defective limit switch.
  • Clutch slipping caused by a defective upper limit switch only occurs later, for example after five or six seconds, because it takes significantly longer for the load handling device to reach the upper end position. Since the upper end position is above the vertical position specified by the upper limit switch and therefore behind the vertical position specified by an upper limit switch in terms of time, the control device can be used to conclude that the clutch slipping is caused by a defective upper limit switch.
  • the time measurement starts in particular when the load attached to the load-carrying device is lifted, for example from the ground.
  • a corresponding command to start the time measurement can, for example, be linked to activation of the lifting mode via the control switch.
  • the vertical position of the load-carrying device at which a previous lifting or lowering movement was interrupted, can be used as the starting point for the time measurement.
  • the time measurement can then be used to determine whether the load-carrying device is in the lower end position when the clutch slip occurs.
  • control device preferably derives whether it is raised or lowered from a directional signal from the control switch, i.e. in particular whether the raising mode or the lowering mode is activated.
  • control device can derive this from the direction of rotation of the drive motor.
  • one of the two embodiments can be used to verify the other embodiment, i.e. to confirm the vertical position of the load-carrying means. With a combination of the embodiments, it is also possible to determine whether the load-carrying device is being raised or lowered from sensor signals detected by the sensor described above.
  • the speed of a transmission input shaft adjoining the slip clutch is detected via the sensor.
  • the sensor is then arranged behind the slip clutch, particularly when viewed from the drive motor. This makes the comparison of the speed of the transmission with the operating speed of the drive motor particularly easy, since no transmission ratio of the transmission has to be taken into account. It can advantageously be provided that if a deviation of the speed of the transmission from the operating speed of the drive motor is detected and if there is a predefined vertical position of the load-carrying device, a visual and/or acoustic alarm is issued and/or the chain hoist is only released to lower the load-carrying device and/or only one creep speed of the chain hoist is released and/or the drive motor is switched off.
  • One of the aforementioned measures which serve in particular to protect the chain hoist, can therefore be initiated depending on the vertical position of the load-carrying device in the event of clutch slipping and thus depending on the cause of the clutch slipping and/or on the frequency of occurrence of the clutch slipping.
  • the control device is therefore able to initiate different measures in the event of clutch slipping caused by a defective limit switch than in the case of clutch slipping caused by other causes, for example an excessive load on the load slinging means. It is also not necessary for any action to be taken every time the clutch slips. For example, if clutch slipping is caused by too much load on the load-carrying device or a slipping clutch that is adjusted too sensitively, the chain is generally not subjected to such a load that it causes chain breakage, even if this occurs frequently. Clutch slipping caused in this way is also referred to as non-critical. In the case of such an uncritical clutch slip, no drastic measure, such as switching off the drive motor, is necessary.
  • a maximum number of clutch slips caused by a defective limit switch and a maximum number of clutch slips caused by other causes can be stored in the memory unit of the control device. It can be provided that after a cause has been assigned, each clutch slip is added to the value previously stored for this cause and when the specified maximum number is reached for this cause, the appropriate measure is initiated for this cause.
  • the invention is further directed to a chain hoist with an electric drive motor, a gear and a slip clutch, the electric drive motor being connected to the gear on the output side via the slip clutch, as well as a sensor, a load-carrying device and a control device.
  • the control device is designed and set up to carry out the method according to the invention.
  • the senor comprises a serrated washer arranged in a rotationally fixed manner on a shaft of the transmission, preferably the transmission input shaft, and a light barrier, by means of which the speed of the serrated washer can be detected.
  • the speed of the serrated lock washer and thus also the speed of the transmission shaft can be detected.
  • the direction of rotation of the transmission shaft can be determined and the sensor signals can be counted up and down.
  • Figure 1 shows a schematic sectional view of a chain hoist with a control device for carrying out at least one embodiment of the method according to the invention
  • Figures 2 to 5 show a schematic representation of the chain hoist with different vertical positions of the load-carrying device.
  • Figure 1 shows a schematic sectional view of a chain hoist 1 with a Control device 19 for executing at least one embodiment of the method according to the invention.
  • the chain hoist 1 has an electric drive motor 2 with a motor shaft 3 protruding on the output side of the drive motor 2.
  • the motor shaft 3 is mounted via a first bearing 5, which is preferably designed as a rolling bearing.
  • the drive motor 2 is controlled by the control device 19.
  • the chain hoist 1 also has a gear 7, which in the present exemplary embodiment is designed in one stage, but can also be designed in multiple stages.
  • the transmission input shaft 4 of the transmission 7 is arranged coaxially to the motor shaft 3 and is mounted via a second bearing 6, which is preferably also designed as a rolling bearing.
  • the transmission 7 includes a first gear 8 arranged in a rotationally fixed manner on the transmission input shaft 4, which meshes with a second gear 9 arranged in a rotationally fixed manner on a transmission output shaft 10.
  • the transmission output shaft 10, which is arranged parallel to the transmission input shaft 4, is mounted on both sides of the second gear 9 with a third bearing 11 and a fourth bearing 12, which are preferably also designed as rolling bearings.
  • a chain wheel 13 is arranged in a rotationally fixed manner on the transmission output shaft 10 and in the present case at one end of the transmission output shaft 10. This chain wheel 13 is used in the usual way to positively drive the chain 22, not shown, of the chain hoist 1.
  • a load-carrying device 21 (not shown) suspended on the chain 22 is raised and lowered by moving the chain 22 over the chain wheel. The chain 22 runs off the sprocket when lifting
  • Corresponding control commands for raising and lowering the load-carrying device 21 are received by the control device 19 and transmitted from it to the drive motor 2.
  • the control commands received by the control device 19 are sent by a control switch of the chain hoist 1.
  • the slip clutch 14 essentially consists of a clutch disk 15 with an annular clutch lining 16, a pressure disk 17 and a spring element, not shown, for generating a preload between the pressure disk 17 and the clutch disk 15, which determines the maximum transmissible torque.
  • the pressure disk 17 is rotatably arranged on the motor shaft 3 and the clutch disk 15 is rotatably arranged on the transmission input shaft 4.
  • the slip clutch 14 is set to a maximum transferable torque, which corresponds to the nominal load of the chain hoist 1. If the maximum torque that can be transmitted by means of the slip clutch 14 is exceeded, it slips.
  • the transmission input shaft 4 can be braked if necessary or blocked when it comes to a standstill.
  • the brake 20 is controlled by the control device 19.
  • a sensor 18 is also arranged on the transmission input shaft 4. The sensor
  • the 18 serves to determine the speed of the transmission input shaft 4 and includes, in addition to a serrated washer (not shown) arranged in a rotationally fixed manner on the transmission input shaft 4, a light barrier (not shown) with two photodetectors arranged in the area of the compartments of the serrated washer.
  • a serrated washer not shown
  • a light barrier not shown
  • the speed of the serrated washer and thus the speed of the transmission input shaft 4 is then recorded, in particular by determining the frequency of the light barrier interruption.
  • the sensor 18 is connected to the control device 19 in terms of signals, with the sensor 18 transmitting the speeds it detects to the control device 19 by means of sensor signals. These sensor signals are processed by the control device 19 and/or stored in the form of sensor data in a storage unit of the control device 19.
  • Clutch slipping can be caused by excessive load on the load-carrying device 21 be conditional. Since the slipping clutch 14 is set to a maximum transferable torque, which corresponds in particular to the nominal load of the chain hoist 1, clutch slipping caused by a slipping clutch 14 that is set too sensitively is not to be expected in the present case.
  • the coupling can also slip when an upper end position OE is reached by abutting the load-carrying device 21 on a drive housing 23 of the chain hoist 1 (see Figures 2 to 5) or when a lower end position UE is reached by hitting the end stop (not shown) due to a complete extended chain 22 may be due.
  • the chain hoist 1 also has an upper limit switch and a lower limit switch (both not shown). If the limit switches are functional, they indicate that or as soon as the load-carrying device has reached the vertical position POE, PUE (see Figures 2 to 5) specified by the respective limit switch. Based on such a display or the corresponding limit switch signals, the control device 19 overrides the control commands transmitted by the control switch and stops the drive motor 2 in a timely manner.
  • a vertical position PLAM of the load-carrying device 21 is determined by means of the control device 19.
  • the vertical position PLAM of the load-carrying device 21 is used to assign clutch slipping that occurs on the slipping clutch 14 to a cause for this clutch slipping, for example in order to be able to detect a defective limit switch.
  • control device 19 uses sensor signals from the sensor 18 detects clutch slipping and the determined vertical position PLAM of the load-carrying device 21 corresponds to the upper end position OE or lower end position UE (see Figures 2 to 5), both of which are stored in the memory unit of the control device 19, the control device 19 concludes that the respective limit switch is defective.
  • the control device 19 concludes that the coupling slipping is caused by another cause, for example an excessive load on the load-carrying device 21.
  • the vertical position PLAM of the load-carrying device 21 can be determined using two different embodiments of a method for monitoring the chain hoist 1, whereby the two embodiments can be used independently of one another or in combination with one another.
  • the control device 19 can execute at least one of these embodiments.
  • the vertical position PLAM of the load-carrying device 21 is determined based on sensor signals from the sensor 18. In addition to the speed of the transmission input shaft 4, the vertical position PLAM of the load-carrying device 21 is also determined based on the sensor signals. For this purpose, the sensor signals are received and evaluated by the control device 19. In the present embodiment of the sensor 18 with serrated lock washer and light barrier, it is possible to determine the vertical position PLAM of the load-carrying device 21 exclusively based on the sensor signals.
  • a direction of rotation of the transmission input shaft 4 is first determined via corresponding sensor signals from the sensor 18 which is connected to the control device 19 in terms of signals. For this purpose, a direction of rotation of the serrated washer is detected, in particular using the two photodetectors of the light barrier.
  • the initial vertical position PLAM of the load-carrying device 21, i.e. the starting point for counting up and down, is predetermined.
  • the vertical position PLAM of the load-carrying device 21 is determined if the direction of rotation is known, i.e. if it is known
  • the lifting device is raised or lowered, determined in particular by “counting up” and “counting down” the sensor signals.
  • control device 19 counts up when the load-carrying device 21 is raised and counts down when the load-carrying device 21 is lowered.
  • the associated sensor signal is added to or subtracted from the previous value of the sensor signals each time the light barrier is interrupted.
  • the change in the vertical position PLAM of the load-carrying device 21 in the event of a single light barrier interruption is known, so that the vertical position PLAM of the load-carrying device 21 can be derived from the value of the sensor signals.
  • an expression of a change in the sensor signals can be determined. For example, it is then determined how quickly the sensor signals change. If the vertical position PLAM of the load-carrying device 21 equals the upper end position OE or the lower end position UE, a lifting or lowering movement is stopped abruptly, so that the change in the sensor signals occurs very quickly. If the load on the load-carrying device 21 is too large, however, the change in the sensor signals occurs comparatively more slowly. This means that the clutch slipping can be assigned to a cause based on the rate of change of the sensor signals.
  • the vertical position PLAM of the load-carrying device 21 is determined using time measurement.
  • the time measurement starts in particular when a load attached to the load-carrying device 21 is lifted from the ground.
  • a corresponding start command for time measurement can, for example, be linked to activation of the lifting mode via the control switch.
  • the time measurement is used to first determine at what point in time after the load has been lifted the clutch slipping occurs.
  • the vertical position PLAM of the load-carrying device 21 can then be determined based on the lifting speed of the chain hoist 1 or - if there are several possible lifting speeds - based on the currently selected lifting speed.
  • Clutch slipping caused by an excessive load on the load-carrying device 21 typically occurs shortly after the load has been lifted, i.e. when the load-carrying device 21 is in a vertical position PLAM near the ground. By measuring the time, it can be determined whether the clutch slips shortly after The load is lifted. If this is the case, the control device 19 can conclude that the clutch slipping is caused by an excessive load on the load-carrying device 21, or at least rule out that the clutch slipping is caused by a defective limit switch.
  • Clutch slipping caused by a defective upper limit switch only occurs later because it takes significantly longer until the load-carrying device 21 has reached the upper end position OE. Since, in terms of time, the upper end position OE lies behind the vertical position POE predetermined by an upper limit switch, i.e. is arranged above the predetermined vertical position POE (see Figures 2 to 5), it can be concluded by means of the control device 19 that the clutch slipping is due to a defective one upper limit switch is conditional.
  • the vertical position PLAM of the load-carrying device 21, at which a previously carried out lifting or lowering movement was interrupted can be used as the starting point for a time measurement.
  • the time measurement can then be used to determine whether the load-carrying device 21 is at the lower end position UE when the clutch slips.
  • previous clutch slipping is taken into account in particular in order to be able to determine the vertical position PLAM of the load-carrying device 21 as accurately as possible.
  • the control device 19 can determine whether it is currently being lifted or lowered from the direction of rotation of the drive motor 2 or from a directional signal from the control switch, or can determine it from sensor signals detected by the sensor 18.
  • one of the two embodiments can be used to verify the other embodiment, i.e. to confirm the vertical position PLAM of the load-carrying device 21.
  • a deviation of the speed of the transmission input shaft 4 from the operating speed of the drive motor 2 is detected and if the vertical position PLAM of the load-carrying device 21 corresponds to the upper end position OE or the lower end position UE, a visual and/or acoustic alarm can be issued by the control device 19. Additionally or alternatively, the chain hoist 1 can only be released to lower the load-carrying device 21. Additionally or alternatively, only one creep speed of the chain hoist 1 can be enabled. Additionally or alternatively, the drive motor 2 can be switched off.
  • One of the aforementioned measures which serve in particular to protect the chain hoist 1, can therefore be initiated depending on the cause of the clutch slipping and/or the frequency of occurrence of the clutch slipping.
  • the control device 19 is thus able to initiate different measures in the event of clutch slipping caused by a defective limit switch than in the case of clutch slipping caused by, for example, an excessive load on the load stop means 21. It is also not necessary for any action to be taken every time the clutch slips.
  • a maximum number of clutch slips caused by a defective limit switch and a maximum number of clutch slips caused by other causes can be stored in the control device 19 or in the memory unit of the control device 19. It can then be provided that a counter is increased each time the clutch slips and when the specified maximum number is reached, the appropriate measure for this cause is initiated.
  • Figures 2 to 5 show a schematic representation of the chain hoist 1 with different vertical positions PLAM of the load-carrying device 21.
  • the vertical position PLAM of the load-carrying device 21 changes. Otherwise, i.e. if the load-carrying device 21 is not raised or lowered, the vertical position PLAM of the load-carrying device 21 remains the same.
  • the vertical position PLAM of the load-carrying device 21 can be a position between the upper end position OE and the lower end position UE.
  • the upper end position OE is a position of maximum possible lifting height, which is mechanically limited by abutting the load-carrying means 21 on the drive housing 23.
  • the vertical position POE specified by the upper limit switch is arranged below the upper end position OE.
  • the lower end position UE is a position of maximum possible lowering depth, which is mechanically limited by the end stop when the load-carrying device 21 is completely lowered.
  • the vertical position PUE specified by the lower limit switch is arranged above the lower end position UE.
  • the vertical position PLAM of the load-carrying device 21 is arranged between the vertical position PUE specified by the lower limit switch and the vertical position POE specified by the upper limit switch. Clutch slipping that occurs in this vertical position is not assigned by the control device 19 (see FIG. 1) to a defective limit switch, but to another cause, such as an excessive load on the load-carrying device 21.
  • the vertical position PLAM of the load-carrying device 21 corresponds to the lower end position UE and in Figure 4 to the upper end position OE. Clutch slipping that occurs in such a vertical position PLAM of the load-carrying means 21 is assigned by the control device 19 to a defective lower ( Figure 3) or upper ( Figure 4) limit switch.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines Kettenzugs (1) mit einem elektrischen Antriebsmotor (2), der abtriebsseitig über eine Rutschkupplung (14) mit einem Getriebe (7) verbunden ist, wobei über einen Sensor (18) eine Drehzahl des Getriebes (7) erfasst und die erfasste Drehzahl des Getriebes (7) mittels einer Steuerungseinrichtung (19) mit einer Betriebsdrehzahl des Antriebsmotors (2) verglichen wird. Um eine sichere und effiziente Betriebsweise des Kettenzugs (1) zu erreichen, wird mittels der Steuerungseinrichtung (19) auch eine vertikale Position (PLAM) des Lastaufnahmemittels (21) des Kettenzugs (1) ermittelt. Die Erfindung betrifft zudem einen Kettenzug (1) mit einer Steuerungseinrichtung (19), welche ausgebildet und eingerichtet ist, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.

Description

Verfahren zur Überwachung eines Kettenzugs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines Kettenzugs nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie einen Kettenzug nach dem Oberbegriff von Anspruch 8.
Gattungsgemäße Kettenzüge umfassen einen elektrischen Antriebsmotor, ein Getriebe sowie eine funktional zwischen dem Antriebsmotor und dem Getriebe angeordnete Rutschkupplung. Die vorgenannten Komponenten des Kettenzugs sind in der Regel in einem Antriebsgehäuse angeordnet. Gattungsgemäße Kettenzüge weisen zudem eine Kette sowie ein über die Kette aufgehängtes Lastaufnahmemittel auf. Das Lastaufnahmemittel kann gehoben und gesenkt werden, indem die Kette über mindestens ein auf einer Ausgangswelle des Getriebes angeordnetes Kettenrad bewegt wird. Entsprechende Steuerbefehle werden in der Regel durch eine Bedienperson über einen Steuerschalter vorgegeben und von dem Steuerschalter an eine Steuerungseinrichtung des Kettenzugs übermittelt.
Es ist bekannt, gattungsgemäße Kettenzüge mit einem oder mehreren Endschalter(n) zu versehen. Der Endschalter wird verwendet, um bei dessen entsprechender, insbesondere an die Steuerungseinrichtung gerichteter, Anzeige die an die Steuerungseinrichtung übermittelten Steuerbefehle überstimmen zu können. Bei funktionstüchtigem Endschalter kann also aufgrund dessen Anzeige und einen dadurch ausgelösten Eingriff der Steuerungseinrichtung beispielsweise der Antriebsmotor des Kettenzugs gestoppt werden, auch wenn ein Steuerbefehl zum Heben oder Senken an die Steuerungseinrichtung übermittelt wurde.
Die Rutschkupplung des Kettenzugs dient vornehmlich dazu, eine Überlastung und daraus resultierende Beschädigung des Antriebsmotors, des Getriebes und der Kette zu vermeiden. Die Rutschkupplung rutscht beispielsweise durch, wenn eine zu große Last gehoben werden soll. Ein Durchrutschen kann ebenfalls durch ein Anstoßen des Lastaufnahmemittels am Antriebsgehäuse oder durch Anschlägen an einen Endanschlag an einem Ende der Kette bei einer komplett ausgefahrenen Kette bedingt sein. Jedoch auch bei einer zu feinfühlig eingestellten Rutschkupplung kann es zu einem Durchrutschen kommen. Durch Vorsehen eines oberen Endschalters kann vermieden werden, dass das Lastaufnahmemittel an das Antriebsgehäuse anstößt. Durch Vorsehen eines unteren Endschalters kann vermieden werden, dass die Kette komplett ausgefahren und durch den Endanschlag blockiert wird. Ist einer der Endschalter allerdings defekt, wird der Antriebsmotor nicht rechtzeitig gestoppt und die Rutschkupplung rutscht beim Anstoßen des Lastaufnahmemittels am Antriebsgehäuse oder beim Anschlägen an den Endanschlag durch.
Trotz des zur Vermeidung einer Überlastung der Kette vorgesehenen und auch als Kupplungsrutschen bezeichneten Durchrutschens der Rutschkupplung kann es je nach Ursache für das Kupplungsrutschen und je nach Häufigkeit des (ursachenbezogenen) Kupplungsrutschens zu einer Überlastung der Kette und sogar zu einem Bruch der Kette kommen. Dies ist insbesondere bei einem wiederholten Anstoßen des Lastaufnahmemittels am Antriebsgehäuse aufgrund eines defekten oberen Endschalters oder bei einem wiederholten Anschlägen an den Endanschlag aufgrund eines defekten unteren Endschalters der Fall.
Aus der EP 1 510498 B1 ist ein Verfahren zur Überwachung eines Kettenzugs bekannt, durch welches mittels einer Steuerungseinrichtung des Kettenzugs eine Abweichung der tatsächlichen Drehzahl am Getriebe von der Solldrehzahl des Antriebmotors erkannt und somit ein Durchrutschen der Rutschkupplung festgestellt werden kann. Mit diesem Verfahren ist es allerdings nicht möglich, die Ursache für das Kupplungsrutschen festzustellen.
Aus der DE 199 56265 A1 und der DE 195 12 103 A1 sind Verfahren zur Überwachung des Betriebs von Seilwinden bekannt, insbesondere in Bezug auf die Anzahl der auf der Winde aufgewickelten Seilwindungen.
Die DE 102015 105 517 A1 offenbart eine Seileinzugs- und Ausbringungs- Vorrichtung für Luftfahrtanwendungen sowie ein Verfahren zur Steuerung der Vorrichtung, wobei mittels eines Sensors Endpositionen des Seils detektiert werden können.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Überwachung eines Kettenzugs sowie einen Kettenzug bereitzustellen, mit dem eine sichere und effiziente Betriebsweise des Kettenzugs ermöglicht wird.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch einen Kettenzug mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
Erfindungsgemäß wird bei einem Verfahren zur Überwachung eines Kettenzugs mit einem elektrischen Antriebsmotor, der abtriebsseitig über eine Rutschkupplung mit einem Getriebe verbunden ist, wobei über einen Sensor eine Drehzahl des Getriebes erfasst und die erfasste Drehzahl des Getriebes mittels einer Steuerungseinrichtung mit einer Betriebsdrehzahl des Antriebsmotors verglichen wird, eine sichere und effiziente Betriebsweise des Kettenzuges dadurch erreicht, dass mittels der Steuerungseinrichtung auch eine vertikale Position eines Lastaufnahmemittels des Kettenzugs ermittelt wird.
Mit anderen Worten sieht das erfindungsgemäße Verfahren also vor, zusätzlich zu dem Vergleich zwischen der erfassten Getriebedrehzahl und der Motorbetriebsdrehzahl auch die vertikale Position des Lastaufnahmemittels zu ermitteln.
Das beispielsweise als Lasthaken ausgebildete Lastaufnahmemittel ist an einer Kette des Kettenzugs aufgehängt. Die Kette kann einsträngig oder mehrsträngig angeordnet sein, sodass das Lastaufnahmemittel an einem freien Ende der Kette befestigt ist (einsträngig) oder die Kette durch das als Unterflasche ausgebildete Lastaufnahmemittel umgelenkt wird (mehrsträngig). Über mindestens ein auf einer Ausgangswelle des Getriebes drehfest angeordnetes Kettenrad kann die Kette bewegt werden. Die Drehbewegung des mindestens einen Kettenrads wird über einen Formschluss mit der Kette auf die Kette übertragen, sodass - je nach Drehrichtung - das Lastaufnahmemittel gehoben oder gesenkt wird. Auf das mindestens eine Kettenrad wird dazu eine Drehbewegung des elektrischen Antriebsmotors übertragen, wobei über das funktional dazwischen angeordnete Getriebe das Drehmoment gewandelt wird.
Entsprechende Steuerbefehle zum Heben und Senken werden, vorzugsweise von einem Steuerschalter des Kettenzugs, an die Steuerungseinrichtung und von dieser an den Antriebsmotor übermittelt. Während des Hebens und während des Senkens des Lastaufnahmemittels ändert sich die vertikale Position des Lastaufnahmemittels. Über die an den Antriebsmotor übermittelten Steuerbefehle ist also die vertikale Position des Lastaufnahmemittels veränderbar.
Wenn das Lastaufnahmemittel nicht gehoben oder gesenkt wird, bleibt die vertikale Position des Lastaufnahmemittels gleich. Lediglich kleine Veränderungen der vertikalen Position des Lastaufnahmemittels, welche beispielsweise durch Schwingungen des Lastaufnahmemittels bedingt sind und im Rahmen der vorliegenden Erfindung als vernachlässigbar angesehen werden, sind dann möglich.
Die vertikale Position des Lastaufnahmemittels kann eine Position zwischen einer oberen Endstellung und einer unterhalb der oberen Endstellung angeordneten unteren Endstellung sein. Die obere Endstellung ist eine Position maximal möglicher Hubhöhe, welche, beispielsweise durch Anstoßen des Lastaufnahmemittels an dem Antriebsgehäuse des Kettenzugs, mechanisch begrenzt ist. Die obere Endstellung ist von einer durch einen oberen Endschalter vorgegebenen vertikalen Stellung zu unterscheiden. Die untere Endstellung ist eine Position maximal möglicher Senktiefe, welche, beispielsweise durch den Endanschlag bei komplett abgesenktem Lastaufnahmemittel, ebenfalls mechanisch begrenzt ist. Die untere Endstellung ist von einer durch einen unteren Endschalter vorgegebenen vertikalen Stellung zu unterscheiden.
Der an dem Kettenzug vorgesehene mindestens eine Endschalter zeigt bei dessen Funktionstüchtigkeit an, wenn die vertikale Position des Lastaufnahmemittels der durch den Endschalter vorgegebenen vertikalen Stellung entspricht. Die Steuerungseinrichtung kann aufgrund einer solchen Anzeige in den Steuerungsprozess des Kettenzugs eingreifen und dabei beispielsweise die von dem Steuerschalter an die Steuerungseinrichtung übermittelten Steuerbefehle überstimmen.
Die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ermittelte vertikale Position des Lastaufnahmemittels kann von der Steuerungseinrichtung mit einer bekannten, beispielsweise in einer Speichereinheit der Steuerungseinrichtung hinterlegten, vertikalen Position vergleichen werden. Die bekannte vertikale Position ist insbesondere die untere und/oder obere Endstellung und/oder die durch den mindestens einen Endschalter vorgegebene vertikale Stellung. Bei der ermittelten vertikalen Position handelt es sich vorzugsweise um die aktuelle vertikale Position des Lastaufnahmemittels. Die ermittelte vertikale Position des Lastaufnahmemittels kann alternativ oder zusätzlich in der Speichereinheit der Steuerungseinrichtung abgespeichert werden. Durch ein solches Abspeichern ist es insbesondere möglich, dass die mindestens eine ermittelte vertikale Position für eine nachträgliche Auswertung verwendet wird.
Der an dem Kettenzug vorgesehene Sensor erfasst vorzugsweise die Drehzahl einer einzelnen Welle des Getriebes, sodass dann unter der Drehzahl des Getriebes oder Getriebedrehzahl die Drehzahl der einzelnen Welle des Getriebes zu verstehen ist. Alternativ kann der Sensor auch die Drehzahl eines einzelnen Zahnrads des Getriebes erfassen. Der Sensor übermittelt die von ihm erfassten Drehzahlen mittels Sensorsignalen an die Steuerungseinrichtung. Die Sensorsignale können in Form von Sensordaten in der Speichereinheit der Steuerungseinrichtung abgespeichert werden.
Die Betriebsdrehzahl des Antriebsmotors beziehungsweise Motorbetriebsdrehzahl wird vorzugsweise aus Betriebsdaten des Antriebsmotors ermittelt. Diese können jeweils für verschiedene Betriebszustände des Kettenzuges in der Speichereinheit der Steuerungseinrichtung hinterlegt sein.
Anhand des Vergleichs zwischen der erfassten Getriebedrehzahl und der Motorbetriebsdrehzahl kann eine Drehzahlabweichung beziehungsweise Drehzahldifferenz ermittelt werden. Hierdurch kann die Steuerungseinrichtung ein Kupplungsrutschen der funktional zwischen dem Antriebsmotor und dem Getriebe, insbesondere zwischen einer Motorwelle und einer Eingangswelle des Getriebes, angeordneten Rutschkupplung feststellen. Je nachdem, an welcher Welle oder welchem Zahnrad des Getriebes die Drehzahl erfasst wird, ist bei der Feststellung der Abweichung das Übersetzungsverhältnis des Getriebes zu berücksichtigen. Vorzugsweise wird das Auftreten des Kupplungsrutschens in der Speichereinheit abgespeichert. Es kann vorgesehen sein, dass zudem eine Fehlermeldung erstellt wird. Aufgrund des funktionalen Aufbaus des Kettenzugs, insbesondere da das Lastaufnahmemittel über die Kette und das mindestens eine Kettenrad mit der auch als Getriebeausgangswelle bezeichneten Ausgangswelle des Getriebes verbunden ist, hat eine auf die Kette wirkende Kraft oder Kraftänderung Auswirkungen auf das an einer Eingangswelle des Getriebes anliegende Drehmoment. Daher ändert sich mit der Kraft auf die Kette das an der auch als Getriebeeingangswelle bezeichneten Eingangswelle des Getriebes anliegende Drehmoment; damit ändert sich auch das auf den getriebeseitigen Teil der Rutschkupplung wirkende Drehmoment. Falls das anliegende Drehmoment das von der Rutschkupplung maximal übertragbare Drehmoment, auf welches die Rutschkupplung eingestellt ist, überschritten wird, rutscht die Rutschkupplung durch.
In der Regel entspricht das maximal übertragbare Drehmoment einem mit der Nennlast des Kettenzugs korrespondierenden Wert. Die so eingestellte Rutschkupplung rutscht dann durch, wenn eine zu große Last, also eine die Nennlast übersteigende Last, gehoben werden soll. Sollte die Rutschkupplung zu feinfühlig eingestellt sein, also auf ein maximal übertragbares Drehmoment, welches geringer als der mit der Nennlast des Kettenzugs korrespondierende Wert ist, kann es schon bei geringeren Lasten als der Nennlast zu einem Durchrutschen kommen.
Ein durch eines der beiden vorgenannten Ursachen bedingtes Kupplungsrutschen ist im Hinblick auf eine Vermeidung von Kettenbrüchen weniger kritisch als ein durch die im Folgenden beschriebenen Ursachen bedingtes Kupplungsrutschen und kann deshalb in einer vergleichsweise größeren Häufigkeit des Auftretens toleriert werden.
Die Ursache für ein Durchrutschen kann auch das Anstoßen des Lastaufnahmemittels am Antriebsgehäuse oder das Anschlägen an den Endanschlag sein. Beide Ursachen sind jeweils auf einen defekten oberen Endschalter oder defekten unteren Endschalter zurückzuführen. Die Hub- oder Senkbewegung des Lastaufnahmemittels wird durch das Anstoßen des Lastaufnahmemittels am Antriebsgehäuse oder durch Anschlägen an den Endanschlag abrupt gestoppt, während der Antriebsmotor weiter läuft. Aufgrund der deshalb auftretenden und insbesondere durch auf die Kette wirkende hohe Zugkräfte bedingten hohen Belastung der Kette, vor allem in Folge von häufigem Auftreten einer derartigen hohen Belastung, kann es zu einer Überlastung der Kette und sogar zu einem Bruch der Kette kommen. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann also nicht nur das Kupplungsrutschen an sich festgestellt werden, sondern auch, an welcher vertikalen Position sich das Lastaufnahmemittel zum Zeitpunkt des Kupplungsrutschens befindet. Die Steuerungseinrichtung kann daher, wenn diese anhand von Sensorsignalen des Sensors ein Kupplungsrutschen erkennt und die ermittelte vertikale Position des Lastaufnahmemittels der oberen oder unteren Endstellung zugeordnet werden kann, beispielsweise darauf schließen, dass der jeweilige obere oder untere Endschalter defekt ist. Kann die bei Kupplungsrutschen ermittelte vertikale Position des Lastaufnahmemittels hingegen nicht einer in der Speichereinheit der Steuerungseinrichtung hinterlegten vertikalen Position zugeordnet werden, kann die Steuerungseinrichtung darauf schließen, dass das Kupplungsrutschen durch eine andere Ursache, beispielsweise eine zu große Last am Lastaufnahmemittel, bedingt ist.
Hierdurch kann eine Ursache für das Kupplungsrutschen ermittelt und dem Kupplungsrutschen zugeordnet werden. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es also möglich, zwischen einem durch eine zu große Last am Lastaufnahmemittel bedingten Kupplungsrutschen und einem durch einen defekten Endschalter bedingten Kupplungsrutschen zu unterscheiden. Es kann daher auch vorgesehen sein, dass die optional erstellte Fehlermeldung abhängig von der Ursache unterschiedlich ausfällt.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann also der Ausfall eines Endschalters diagnostiziert werden und derjenige Anteil an Kettenbrüchen, der auf defekte Endschalter zurückzuführen ist, zumindest reduziert werden. Hierdurch kann eine sichere Betriebsweise des Kettenzugs ermöglicht werden. Auch werden durch eine Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens die für einen Kettenzug erforderlichen Produktionskosten nicht negativ beeinflusst, da gegenüber dem aus der EP 1 510498 B1 bekannten Kettenzug keine zusätzliche Hardware erforderlich ist.
Bei einer ersten Ausführungsform wird die vertikale Position des Lastaufnahmemittels anhand von Sensorsignalen des Sensors ermittelt.
Neben der Drehzahl des Getriebes wird also auch die vertikale Position des
Lastaufnahmemittels anhand der Sensorsignale ermittelt. Die Sensorsignale werden hierzu von der Steuerungseinrichtung empfangen und ausgewertet. Vorzugsweise werden die Sensorsignale in der Speichereinheit der Steuerungseinrichtung abgespeichert. Bei entsprechender Ausgestaltung des Sensors ist es möglich, die vertikale Position des Lastaufnahmemittels ausschließlich anhand der Sensorsignale zu ermitteln.
Bei der ersten Ausführungsform ist besonders vorteilhaft vorgesehen, dass anhand der Sensorsignale eine Drehrichtung des Getriebes erfasst wird und die vertikale Position des Lastaufnahmemittels durch „Hochzählen“ und „Runterzählen“ der Sensorsignale ermittelt wird.
Die einem Heben oder Senken des Lastaufnahmemittels zugeordnete Drehrichtung des Getriebes wird erfasst, um feststellen zu können, ob die Sensorsignale hoch- oder runterzuzählen sind, die Sensorsignale also addiert oder subtrahiert werden müssen. Vorzugsweise wird die Drehrichtung der einzelnen Welle des Getriebes erfasst. Alternativ kann die Drehrichtung des einzelnen Zahnrads des Getriebes erfasst werden.
Der Ausgangspunkt für das Hoch- und Runterzählen, also die initiale vertikale Position des Lastaufnahmemittels, kann beispielsweise bei Inbetriebnahme des Kettenzugs vorgegeben werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass eine Kalibrierung, insbesondere ein Reset, des Ausgangspunktes während des Betriebs des Kettenzugs möglich ist. Wenn der Ausgangspunkt für das Hoch- und Runterzählen bekannt ist, kann anhand des Hoch- und Runterzählens die Änderung der vertikalen Position und damit auch die (aktuelle) vertikale Position ermittelt werden. Die mit dem Sensor signaltechnisch verbundene Steuerungseinrichtung zählt beispielsweise beim Heben des Lastaufnahmemittels hoch und beim Senken des Lastaufnahmemittels runter.
Der für das Hoch- und Runterzählen vorzugsweise verwendete inkrementelle Sensor umfasst eine drehfest auf einer Welle des Getriebes befestigte Fächerscheibe und eine Lichtschranke, welche zur Drehrichtungserkennung insbesondere zwei Photodetektoren aufweist. Bei einer solchen Ausgestaltung des Sensors kann die vertikale Position des Lastaufnahmemittels ausschließlich anhand der Sensorsignale ermittelt werden. Abhängig von der Drehrichtung wird dann beispielsweise bei jeder Lichtschrankenunterbrechung das zugehörige Sensorsignal in der Steuerungseinrichtung zu dem bisherigen Wert der Sensorsignale addiert, also hochgezählt, oder von diesem subtrahiert, also runtergezählt. Die Veränderung der vertikalen Position des Lastaufnahmemittels bei einer einzelnen Lichtschrankenunterbrechung ist bekannt, sodass sich die vertikale Position des Lastaufnahmemittels aus dem Wert der Sensorsignale herleiten lässt.
Bei der ersten Ausführungsform kann zusätzlich oder alternativ vorgesehen sein, dass eine Ausprägung einer Änderung der Sensorsignale ermittelt wird.
Es kann dann beispielsweise ermittelt werden, wie schnell sich die für die Erfassung der Getriebedrehzahl herangezogenen Sensorsignale ändern. Wenn die vertikale Position des Lastaufnahmemittels der oberen oder der unteren Endstellung entspricht, wird eine Hub- oder Senkbewegung, wie oben beschrieben, abrupt gestoppt, sodass die Getriebedrehzahl sehr schnell auf Null abgebremst wird. Die für die Erfassung der Getriebedrehzahl herangezogenen Sensorsignale ändern sich also sehr schnell.
Bei einer zu großen Last am Lastaufnahmemittel hingegen ändern sich die für die Erfassung der Getriebedrehzahl herangezogenen Sensorsignale vergleichsweise langsamer, da sich auch die auf das Lastaufnahmemittel und die Kette wirkende Kraft langsamer ändert.
Damit kann auch Anhand der Ausprägung der Änderung der Sensorsignale eine vertikale Position des Lastaufnahmemittels ermittelt werden und damit das Kupplungsrutschen einer Ursache zugeordnet werden.
Bei einer zweiten Ausführungsform, welche alternativ oder zusätzlich zur ersten Ausführungsform vorgesehen sein kann, wird die vertikale Position des Lastaufnahmemittels mittels Zeitmessung ermittelt.
Mittels der Zeitmessung wird zunächst festgestellt, zu welchem Zeitpunkt nach dem Start der Zeitmessung das Kupplungsrutschen auftritt. Unter Berücksichtigung der vertikalen Position des Lastaufnahmemittels beim Start der Zeitmessung sowie der Hubgeschwindigkeit des Kettenzugs oder - bei mehreren möglichen Hubgeschwindigkeiten - anhand der vorliegend ausgewählten Hubgeschwindigkeit kann dann die vertikale Position des Lastaufnahmemittels ermittelt werden. Zudem wird vorzugsweise gegebenenfalls zuvor aufgetretenes Kupplungsrutschen berücksichtigt, um die vertikale Position des Lastaufnahmemittels möglichst genau ermitteln zu können.
Die jeweiligen Zeitpunkte für die obere Endstellung, die untere Endstellung und die durch den mindestens einen Endschalter vorgegebene vertikale Stellung, also die benötigte Zeit vom Start der Zeitmessung bis zum Erreichen der jeweiligen Stellung, sind vorzugsweise in der Speichereinheit der Steuerungseinrichtung hinterlegt. Die vorgenannten Zeitpunkte können an den jeweiligen Kettenzug, insbesondere an die maximale Hubhöhe und Hubgeschwindigkeit des jeweiligen Kettenzugs, angepasst werden.
Mittels der Zeitmessung und der so erfolgenden Ermittlung der vertikalen Position des Lastaufnahmemittels ist es somit möglich, dem jeweiligen Kupplungsrutschen eine Ursache zuzuordnen. Ein durch eine zu große Last am Lastaufnahmemittel bedingtes Kupplungsrutschen tritt typischerweise kurz nach dem Anheben der Last auf, also beispielsweise bei einer vertikalen Position des Lastaufnahmemittels in Bodennähe. Mittels der Zeitmessung kann also festgestellt werden, ob das Kupplungsrutschen kurz nach dem Anheben der Last, beispielsweise innerhalb von zwei bis drei Sekunden, erfolgt. Sollte dies der Fall sein, kann die Steuerungseinrichtung darauf schließen, dass das Kupplungsrutschen durch eine zu große Last am Lastaufnahmemittel bedingt ist, oder zumindest ausschließen, dass das Kupplungsrutschen durch einen defekten Endschalter bedingt ist.
Ein durch einen defekten oberen Endschalter bedingtes Kupplungsrutschen tritt erst später auf, beispielsweise nach fünf oder sechs Sekunden, da es deutlich länger dauert, bis das Lastaufnahmemittel die obere Endstellung erreicht hat. Da die obere Endstellung oberhalb der durch den oberen Endschalter vorgegebenen vertikalen Stellung und damit zeitlich gesehen hinter der durch einen oberen Endschalter vorgegebenen vertikalen Stellung liegt, kann mittels der Steuerungseinrichtung geschlussfolgert werden, dass das Kupplungsrutschen durch einen defekten oberen Endschalter bedingt ist. Die Zeitmessung startet insbesondere bei einem Anheben der an dem Lastaufnahmemittel angeschlagenen Last, beispielsweise vom Boden. Ein entsprechender Befehl zum Start der Zeitmessung kann beispielsweise mit einer Aktivierung des Hebemodus über den Steuerschalter verknüpft sein.
Beim Senken kann beispielsweise die vertikale Position des Lastaufnahmemittels, an der eine zuvor erfolgte Hub- oder Senkbewegung unterbrochen wurde, als Startpunkt für die Zeitmessung genommen werden. Abhängig von dem Startpunkt und der (vorliegend ausgewählten) Hubgeschwindigkeit kann dann mittels der Zeitmessung festgestellt werden, ob das Lastaufnahmemittel sich an der unteren Endstellung befindet, wenn das Kupplungsrutschen auftritt.
Ob gehoben oder gesenkt wird, leitet die Steuerungseinrichtung im Rahmen der zweiten Ausführungsform vorzugsweise von einem Richtungssignal des Steuerschalters ab, also insbesondere ob der Hebemodus oder der Senkmodus aktiviert ist. Alternativ kann die Steuerungseinrichtung dies aus der Drehrichtung des Antriebsmotors ableiten.
Sofern die zweite Ausführungsform zusätzlich zur ersten Ausführungsform vorgesehen ist, kann eine der beiden Ausführungsformen zur Verifizierung der jeweils anderen Ausführungsform verwendet werden, also um die vertikale Position des Lastaufnahmemittels zu bestätigen. Bei einer Kombination der Ausführungsformen ist es zudem möglich, dass aus durch den oben beschriebenen Sensor erfassten Sensorsignalen ermittelt wird, ob das Lastaufnahmemittel gehoben oder gesenkt wird.
In vorteilhafter und konstruktiv einfacher Weise ist bei allen Ausführungsformen vorgesehen, dass über den Sensor die Drehzahl einer sich an die Rutschkupplung anschließenden Getriebeeingangswelle erfasst wird.
Der Sensor ist dann insbesondere vom Antriebsmotor aus gesehen hinter der Rutschkupplung angeordnet. Der Vergleich der Drehzahl des Getriebes mit der Betriebsdrehzahl des Antriebsmotors wird hierdurch besonders einfach, da kein Übersetzungsverhältnis des Getriebes berücksichtigt werden muss. Es kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass bei Feststellung einer Abweichung der Drehzahl des Getriebes von der Betriebsdrehzahl des Antriebsmotors und bei Vorliegen einer vordefinierten vertikalen Position des Lastaufnahmemittels ein visueller und/oder akustischer Alarm ausgegeben wird und/oder der Kettenzug nur zum Senken des Lastaufnahmemittels freigegeben wird und/oder nur ein Kriechgang des Kettenzugs freigegeben wird und/oder der Antriebsmotor abgeschaltet wird.
Eine der zuvor genannten Maßnahmen, die insbesondere dem Schutz des Kettenzugs dienen, kann also abhängig von der vertikalen Position des Lastaufnahmemittels bei Kupplungsrutschen und damit abhängig von der Ursache für das Kupplungsrutschen und/oder von der Häufigkeit des Auftretens des Kupplungsrutschens eingeleitet werden.
Die Steuerungseinrichtung ist somit in der Lage, bei durch einen defekten Endschalter bedingtem Kupplungsrutschen andere Maßnahmen als bei durch andere Ursachen, beispielsweise eine zu große Last am Lastanschlagmittel, bedingtem Kupplungsrutschen einzuleiten. Es ist auch nicht erforderlich, dass bei jedem Kupplungsrutschen überhaupt eine Maßnahme eingeleitet wird. Ist beispielsweise das Kupplungsrutschen durch eine zu große Last am Lastaufnahmemittel oder eine zu feinfühlig eingestellte Rutschkupplung bedingt, wird die Kette auch bei häufigem Auftreten in der Regel nicht derart belastet, dass es zu Kettenbrüchen kommt. Ein derart bedingtes Kupplungsrutschen wird auch als unkritisch bezeichnet. Bei einem solchen unkritischen Kupplungsrutschen ist beispielsweise keine drastische Maßnahme, wie das Abschalten des Antriebsmotors, notwendig.
Daher können beispielsweise eine maximale Anzahl von durch einen defekten Endschalter bedingtem Kupplungsrutschen und eine maximale Anzahl von durch andere Ursachen bedingtem Kupplungsrutschen in der Speichereinheit der Steuerungseinrichtung hinterlegt sein. Es kann vorgesehen sein, dass nach Zuordnung einer Ursache jedes Kupplungsrutschen zu dem bisherigen für diese Ursache gespeicherten Wert addiert wird und bei Erreichen der vorgegebenen maximalen Anzahl für diese Ursache die entsprechend vorgesehene Maßnahme eingeleitet wird.
In diesem Zusammenhang kann auch berücksichtigt werden, dass beim Senken einer Last die Ursache für das Kupplungsrutschen meist ein defekter Endschalter ist. Zumindest kann beim Senken ein durch eine zu große Last am Lastaufnahmemittel bedingtes Kupplungsrutschen ausgeschlossen werden.
Durch das Vorsehen ursachenbezogener Maßnahmen bei Kupplungsrutschen können Kundenreklamationen vermieden werden und somit neben einer sicheren auch eine effiziente Betriebsweise des Kettenzugs ermöglicht werden.
Die Erfindung richtet sich ferner auf einen Kettenzug mit einem elektrischen Antriebsmotor, einem Getriebe und einer Rutschkupplung, wobei der elektrische Antriebsmotor abtriebsseitig über die Rutschkupplung mit dem Getriebe verbunden ist, sowie einem Sensor, einem Lastaufnahmemittel und einer Steuerungseinrichtung. Die Steuerungseinrichtung ist dabei ausgebildet und eingerichtet, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.
Besonders vorteilhaft umfasst der Sensor eine drehfest auf einer Welle des Getriebes, vorzugsweise der Getriebeeingangswelle, angeordnete Fächerscheibe sowie eine Lichtschranke, mittels derer die Drehzahl der Fächerscheibe erfassbar ist.
Mit dem derart ausgebildeten Sensor sind die Drehzahl der Fächerscheibe und somit auch die Drehzahl der Getriebewelle erfassbar. Zudem ist mit einem solchen Sensor eine Drehrichtung der Getriebewelle ermittelbar und die Sensorsignale hoch- und runterzählbar.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Details der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Schnittansicht eines Kettenzugs mit einer Steuerungseinrichtung zum Ausführen mindestens einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und
Figuren 2 bis 5 eine schematische Darstellung des Kettenzugs bei unterschiedlichen vertikalen Positionen des Lastaufnahmemittels.
Die Figur 1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Kettenzugs 1 mit einer Steuerungseinrichtung 19 zum Ausführen mindestens einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Der Kettenzug 1 weist einen elektrischen Antriebsmotor 2 mit einer auf der Abtriebsseite des Antriebsmotors 2 herausragenden Motorwelle 3 auf. Die Motorwelle 3 ist über ein erstes Lager 5, das vorzugsweise als Wälzlager ausgebildet ist, gelagert. Der Antriebsmotor 2 wird mittels der Steuerungseinrichtung 19 gesteuert.
Der Kettenzug 1 weist zudem ein Getriebe 7 auf, das im vorliegenden Ausführungsbeispiel einstufig ausgebildet ist, aber durchaus auch mehrstufig ausgebildet sein kann. Die Getriebeeingangswelle 4 des Getriebes 7 ist koaxial zur Motorwelle 3 angeordnet und über ein zweites Lager 6, das vorzugsweise ebenfalls als Wälzlager ausgebildet ist, gelagert. Das Getriebe 7 umfasst ein drehfest auf der Getriebeeingangswelle 4 angeordnetes erstes Zahnrad 8, das mit einem drehfest auf einer Getriebeausgangswelle 10 angeordneten zweiten Zahnrad 9 kämmt. Die parallel zur Getriebeeingangswelle 4 angeordnete Getriebeausgangswelle 10 ist beidseitig des zweiten Zahnrads 9 mit einem dritten Lager 11 und einem vierten Lager 12, die vorzugsweise ebenfalls als Wälzlager ausgebildet sind, gelagert.
Auf der Getriebeausgangswelle 10 und vorliegend an einem Ende der Getriebeausgangswelle 10 ist drehfest ein Kettenrad 13 angeordnet. Dieses Kettenrad 13 dient in üblicher Weise einem formschlüssigen Antrieb der nicht dargestellten Kette 22 des Kettenzugs 1. Ein an der Kette 22 aufgehängtes Lastaufnahmemittel 21 (nicht dargestellt) wird gehoben und gesenkt, indem die Kette 22 über das Kettenrad bewegt wird. Die Kette 22 läuft beim Heben von dem Kettenrad
13 in einen nicht dargestellten Kettenspeicher des Kettenzugs 1 ein.
Entsprechende Steuerbefehle zum Heben und Senken des Lastaufnahmemittels 21 werden von der Steuerungseinrichtung 19 empfangen und von dieser an den Antriebsmotor 2 übermittelt. Vorliegend werden die von der Steuerungseinrichtung 19 empfangenen Steuerbefehle von einem Steuerschalter des Kettenzugs 1 gesendet.
Zwischen der Getriebeeingangswelle 4 und der Motorwelle 3 ist eine Rutschkupplung
14 angeordnet. Die Rutschkupplung 14 besteht im Wesentlichen aus einer Kupplungsscheibe 15 mit einem ringförmigen Kupplungsbelag 16, einer Druckscheibe 17 und einem nicht dargestellten Federelement zur Erzeugung einer das maximal übertragbare Drehmoment bestimmenden Vorspannung zwischen Druckscheibe 17 und Kupplungsscheibe 15. Die Druckscheibe 17 ist drehtest auf der Motorwelle 3 und die Kupplungsscheibe 15 drehtest auf der Getriebeeingangswelle 4 angeordnet. Die Rutschkupplung 14 ist vorliegend auf ein maximal übertragbares Drehmoment eingestellt, welches mit der Nennlast des Kettenzugs 1 korrespondiert. Sofern das mittels der Rutschkupplung 14 maximal übertragbare Drehmoment überschritten wird, rutscht diese durch.
Mit einer auf der Getriebeeingangswelle 4 vorgesehenen Bremse 20 kann die Getriebeeingangswelle 4 im Bedarfsfall abgebremst oder bei deren Stillstand blockiert werden. Die Bremse 20 wird mittels der Steuerungseinrichtung 19 gesteuert.
Auf der Getriebeeingangswelle 4 ist außerdem ein Sensor 18 angeordnet. Der Sensor
18 dient der Ermittlung der Drehzahl der Getriebeeingangswelle 4 und umfasst neben einer drehfest auf der Getriebeeingangswelle 4 angeordneten Fächerscheibe (nicht dargestellt) eine im Bereich der Fächer der Fächerscheibe angeordnete Lichtschranke (nicht dargestellt) mit zwei Photodetektoren. Mittels der Lichtschranke wird dann, insbesondere durch Bestimmung der Frequenz der Lichtschrankenunterbrechung, die Drehzahl der Fächerscheibe und damit die Drehzahl der Getriebeeingangswelle 4 erfasst.
Der Sensor 18 ist mit der Steuerungseinrichtung 19 signaltechnisch verbunden, wobei der Sensor 18 die von ihm erfassten Drehzahlen mittels Sensorsignalen an die Steuerungseinrichtung 19 übermittelt. Diese Sensorsignale werden von der Steuerungseinrichtung 19 verarbeitet und/oder in Form von Sensordaten in einer Speichereinheit der Steuerungseinrichtung 19 abgespeichert.
Sollte es zu einem Überschreiten des von der Rutschkupplung 14 maximal übertragbaren Drehmoments und damit zu einem auch als Kupplungsrutschen bezeichnetem Durchrutschen der Rutschkupplung 14 kommen, wird dies über einen mittels der Steuerungseinrichtung 19 durchgeführten Vergleich der Drehzahl der Getriebeeingangswelle 4 mit einer Betriebsdrehzahl des Antriebsmotors 2 erkannt.
Das Kupplungsrutschen kann durch eine zu große Last am Lastaufnahmemittel 21 bedingt sein. Da die Rutschkupplung 14 auf ein maximal übertragbares Drehmoment eingestellt ist, welches insbesondere mit der Nennlast des Kettenzugs 1 korrespondiert, ist vorliegend nicht mit einem durch eine zu feinfühlig eingestellte Rutschkupplung 14 bedingtem Kupplungsrutschen zu rechnen.
Das Kupplungsrutschen kann jedoch auch bei Erreichen einer oberen Endstellung OE durch ein Anstoßen des Lastaufnahmemittels 21 an einem Antriebsgehäuse 23 des Kettenzugs 1 (siehe Figuren 2 bis 5) oder bei Erreichen einer unteren Endstellung UE durch Anschlägen an den Endanschlag (nicht dargestellt) aufgrund einer komplett ausgefahrenen Kette 22 bedingt sein.
Der Kettenzug 1 weist zudem einen oberen Endschalter und einen unteren Endschalter auf (beide nicht dargestellt). Bei funktionstüchtigen Endschaltern zeigen diese an, dass beziehungsweise sobald das Lastaufnahmemittel die durch den jeweiligen Endschalter vorgegebene vertikale Stellung POE, PUE (siehe Figuren 2 bis 5) erreicht hat. Aufgrund einer solchen Anzeige beziehungsweise der entsprechenden Endschaltersignale überstimmt die Steuerungseinrichtung 19 die von dem Steuerschalter übermittelten Steuerbefehle und stoppt den Antriebsmotor 2 rechtzeitig.
Durch Vorsehen eines oberen Endschalters kann so beispielsweise vermieden werden, dass das Lastaufnahmemittel 21 an das Antriebsgehäuse 23 anstößt. Durch Vorsehen eines unteren Endschalters kann beispielsweise vermieden werden, dass die Kette 22 komplett ausgefahren wird und aufgrund des Endanschlags blockiert. Ist einer der Endschalter allerdings defekt, wird der Antriebsmotor 2 nicht rechtzeitig gestoppt und die Rutschkupplung 14 rutscht beim Anstoßen des Lastaufnahmemittels 21 am Antriebsgehäuse 23 oder beim Anschlägen am Endanschlag durch.
Mittels der Steuerungseinrichtung 19 wird eine vertikale Position PLAM des Lastaufnahmemittels 21 ermittelt. Die vertikale Position PLAM des Lastaufnahmemittels 21 wird dazu verwendet, ein an der Rutschkupplung 14 auftretendes Kupplungsrutschen einer Ursache für dieses Kupplungsrutschen zuzuordnen, um beispielsweise einen defekten Endschalter erkennen zu können.
Wenn also die Steuerungseinrichtung 19 anhand von Sensorsignalen des Sensors 18 ein Kupplungsrutschen erkennt und die ermittelte vertikale Position PLAM des Lastaufnahmemittels 21 der oberen Endstellung OE oder unteren Endstellung UE (siehe Figuren 2 bis 5) entspricht, welche beide in der Speichereinheit der Steuerungseinrichtung 19 hinterlegt sind, schließt die Steuerungseinrichtung 19 darauf, dass der jeweilige Endschalter defekt ist.
Wird hingegen die bei Kupplungsrutschen ermittelte vertikale Position PLAM des Lastaufnahmemittels 21 nicht einer in der Steuerungseinrichtung 19 hinterlegten vertikalen Position zugeordnet, schließt die Steuerungseinrichtung 19 darauf, dass das Kupplungsrutschen durch eine andere Ursache, beispielsweise eine zu große Last am Lastaufnahmemittel 21 , bedingt ist.
Die Ermittlung der vertikalen Position PLAM des Lastaufnahmemittels 21 kann mittels zwei verschiedener Ausführungsformen eines Verfahrens zur Überwachung des Kettenzugs 1 erfolgen, wobei die zwei Ausführungsformen unabhängig voneinander oder in Kombination miteinander angewendet werden können. Die Steuerungseinrichtung 19 kann mindestens eine dieser Ausführungsformen ausführen.
Bei einer ersten Ausführungsform des Verfahrens wird die vertikale Position PLAM des Lastaufnahmemittels 21 anhand von Sensorsignalen des Sensors 18 ermittelt. Neben der Drehzahl der Getriebeeingangswelle 4 wird also auch die vertikale Position PLAM des Lastaufnahmemittels 21 anhand der Sensorsignale ermittelt. Die Sensorsignale werden hierzu von der Steuerungseinrichtung 19 empfangen und ausgewertet. Bei der vorliegenden Ausgestaltung des Sensors 18 mit Fächerscheibe und Lichtschranke ist es möglich, die vertikale Position PLAM des Lastaufnahmemittels 21 ausschließlich anhand der Sensorsignale zu ermitteln.
Über entsprechende Sensorsignale des mit der Steuerungseinrichtung 19 signaltechnisch verbundenen Sensors 18 wird zunächst eine Drehrichtung der Getriebeeingangswelle 4 ermittelt. Hierzu wird insbesondere anhand der zwei Photodektoren der Lichtschranke eine Drehrichtung der Fächerscheibe erfasst. Die initiale vertikale Position PLAM des Lastaufnahmemittels 21, also der Ausgangspunkt für das Hoch- und Runterzählen ist vorgegeben. Die vertikale Position PLAM des Lastaufnahmemittels 21 wird bei Kenntnis der Drehrichtung, also der Kenntnis, ob das Lastaufnahmemittel gehoben oder gesenkt wird, insbesondere durch „Hochzählen“ und „Runterzählen“ der Sensorsignale ermittelt. Die Steuerungseinrichtung 19 zählt beispielsweise beim Heben des Lastaufnahmemittels 21 hoch und beim Senken des Lastaufnahmemittels 21 runter. Dazu wird in Abhängigkeit der Drehrichtung bei jeder Lichtschrankenunterbrechung das zugehörige Sensorsignal zu dem bisherigen Wert der Sensorsignale addiert oder von diesem subtrahiert. Die Veränderung der vertikalen Position PLAM des Lastaufnahmemittels 21 bei einer einzelnen Lichtschrankenunterbrechung ist bekannt, sodass sich die vertikale Position PLAM des Lastaufnahmemittels 21 aus dem Wert der Sensorsignale herleiten lässt.
Alternativ oder zusätzlich kann eine Ausprägung einer Änderung der Sensorsignale ermittelt werden. Es wird dann beispielsweise ermittelt, wie schnell sich die Sensorsignale ändern. Gleicht die vertikale Position PLAM des Lastaufnahmemittels 21 der oberen Endstellung OE oder der unteren Endstellung UE, wird eine Hub- oder Senkbewegung abrupt gestoppt, sodass die Änderung der Sensorsignale sehr schnell erfolgt. Bei einer zu großen Last am Lastaufnahmemittel 21 hingegen erfolgt die Änderung der Sensorsignale vergleichsweise langsamer. Damit kann auch Anhand der Änderungsgeschwindigkeit der Sensorsignale das Kupplungsrutschen einer Ursache zugeordnet werden.
Bei einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens wird die vertikale Position PLAM des Lastaufnahmemittels 21 mittels Zeitmessung ermittelt. Die Zeitmessung startet insbesondere bei einem Anheben einer an dem Lastaufnahmemittel 21 angeschlagenen Last vom Boden. Ein entsprechender Startbefehl zur Zeitmessung kann beispielsweise mit einer Aktivierung des Hebemodus über den Steuerschalter verknüpft sein. Mittels der Zeitmessung wird zunächst festgestellt, zu welchem Zeitpunkt nach dem Anheben der Last das Kupplungsrutschen auftritt. Anhand der Hubgeschwindigkeit des Kettenzugs 1 oder - bei mehreren möglichen Hubgeschwindigkeiten - anhand der vorliegend ausgewählten Hubgeschwindigkeit kann dann die vertikale Position PLAM des Lastaufnahmemittels 21 ermittelt werden.
Ein durch eine zu große Last am Lastaufnahmemittel 21 bedingtes Kupplungsrutschen tritt typischerweise kurz nach dem Anheben der Last auf, also bei einer vertikalen Position PLAM des Lastaufnahmemittels 21 in Bodennähe. Mittels der Zeitmessung kann festgestellt werden, ob das Kupplungsrutschen kurz nach dem Anheben der Last erfolgt. Sollte dies der Fall sein, kann die Steuerungseinrichtung 19 darauf schließen, dass das Kupplungsrutschen durch eine zu große Last am Lastaufnahmemittel 21 bedingt ist, oder zumindest ausschließen, dass das Kupplungsrutschen durch einen defekten Endschalter bedingt ist.
Ein durch einen defekten oberen Endschalter bedingtes Kupplungsrutschen tritt erst später auf, da es deutlich länger dauert, bis das Lastaufnahmemittel 21 die obere Endstellung OE erreicht hat. Da die obere Endstellung OE zeitlich gesehen hinter der durch einen oberen Endschalter vorgegebenen vertikalen Stellung POE liegt, also oberhalb der vorgegebenen vertikalen Stellung POE angeordnet ist (siehe Figuren 2 bis 5), kann mittels der Steuerungseinrichtung 19 geschlussfolgert werden, dass das Kupplungsrutschen durch einen defekten oberen Endschalter bedingt ist.
Beim Senken kann beispielsweise die vertikale Position PLAM des Lastaufnahmemittels 21 , an der eine zuvor erfolgte Hub- oder Senkbewegung unterbrochen wurde, als Startpunkt für eine Zeitmessung genommen. Abhängig von dem Startpunkt kann dann mittels der Zeitmessung festgestellt werden, ob das Lastaufnahmemittel 21 sich an der unteren Endstellung UE befindet, wenn das Kupplungsrutschen auftritt.
Bei der zweiten Ausführungsform wird insbesondere ein vorheriges Kupplungsrutschen berücksichtigt, um die vertikale Position PLAM des Lastaufnahmemittels 21 möglichst genau ermitteln zu können. Ob gerade gehoben oder gesenkt wird, kann die Steuerungseinrichtung 19 aus der Drehrichtung des Antriebsmotors 2 oder von einem Richtungssignal des Steuerschalters ableiten oder aus durch den Sensor 18 erfassten Sensorsignalen ermitteln.
Sofern die zweite Ausführungsform zusätzlich zur ersten Ausführungsform vorgesehen ist, kann eine der beiden Ausführungsformen zur Verifizierung der jeweils anderen Ausführungsform verwendet werden, also um die vertikale Position PLAM des Lastaufnahmemittels 21 zu bestätigen.
Bei Feststellung einer Abweichung der Drehzahl der Getriebeeingangswelle 4 von der Betriebsdrehzahl des Antriebsmotors 2 und bei Übereinstimmung der vertikalen Position PLAM des Lastaufnahmemittels 21 mit der oberen Endstellung OE oder der unteren Endstellung UE kann von der Steuerungseinrichtung 19 ein visueller und/oder akustischer Alarm ausgegeben. Zusätzlich oder alternativ kann der Kettenzug 1 nur zum Senken des Lastaufnahmemittels 21 freigegeben werden. Zusätzlich oder alternativ kann nur ein Kriechgang des Kettenzugs 1 freigegeben. Zusätzlich oder alternativ kann der Antriebsmotor 2 abgeschaltet werden.
Eine der zuvor genannten Maßnahmen, die insbesondere dem Schutz des Kettenzugs 1 dienen, kann also abhängig von der Ursache für das Kupplungsrutschen und/oder von der Häufigkeit des Auftretens des Kupplungsrutschens eingeleitet werden. Die Steuerungseinrichtung 19 ist somit in der Lage, bei durch einen defekten Endschalter bedingtem Kupplungsrutschen andere Maßnahmen als bei durch beispielsweise eine zu große Last am Lastanschlagmittel 21 bedingtem Kupplungsrutschen einzuleiten. Es ist auch nicht erforderlich, dass bei jedem Kupplungsrutschen überhaupt eine Maßnahme eingeleitet wird.
Ist das Kupplungsrutschen durch eine zu große Last am Lastaufnahmemittel 21 oder eine zu feinfühlig eingestellte Rutschkupplung 14 bedingt, wird die Kette 22 auch bei häufigem Auftreten in der Regel nicht derart belastet, dass es zu einem Bruch der Kette 22 kommt. Dieses Kupplungsrutschen wird auch als unkritisch bezeichnet.
Daher können beispielsweise eine maximale Anzahl von durch einen defekten Endschalter bedingtem Kupplungsrutschen und eine maximale Anzahl von durch andere Ursachen bedingtem Kupplungsrutschen in der Steuerungseinrichtung 19 beziehungsweise in der Speichereinheit der Steuerungseinrichtung 19 hinterlegt sein. Dann kann vorgesehen sein, dass bei jedem Kupplungsrutschen ein Zähler hochgesetzt wird und bei Erreichen der vorgegebenen maximalen Anzahl die entsprechend für diese Ursache vorgesehene Maßnahme eingeleitet wird.
Die Figuren 2 bis 5 zeigen eine schematische Darstellung des Kettenzugs 1 bei unterschiedlichen vertikalen Position PLAM des Lastaufnahmemittels 21.
Während des Hebens und während des Senkens des Lastaufnahmemittels 21 ändert sich die vertikale Position PLAM des Lastaufnahmemittels 21. Ansonsten, also wenn das Lastaufnahmemittel 21 nicht gehoben oder gesenkt wird, bleibt die vertikale Position PLAM des Lastaufnahmemittels 21 gleich. Die vertikale Position PLAM des Lastaufnahmemittels 21 kann eine Position zwischen der oberen Endstellung OE und der unteren Endstellung UE sein. Die obere Endstellung OE ist eine Position maximal möglicher Hubhöhe, welche durch Anstoßen des Lastaufnahmemittels 21 an dem Antriebsgehäuse 23 mechanisch begrenzt ist. Unterhalb der oberen Endstellung OE ist die durch den oberen Endschalter vorgegebene vertikale Stellung POE angeordnet.
Die untere Endstellung UE ist eine Position maximal möglicher Senktiefe, welche durch den Endanschlag bei komplett abgesenktem Lastaufnahmemittel 21 mechanisch begrenzt ist. Oberhalb der unteren Endstellung UE ist die durch den unteren Endschalter vorgegebene vertikale Stellung PUE angeordnet.
In der Figur 2 ist die vertikale Position PLAM des Lastaufnahmemittels 21 zwischen der durch den unteren Endschalter vorgegebenen vertikalen Stellung PUE und der durch den oberen Endschalter vorgegebenen vertikalen Stellung POE angeordnet. Ein bei dieser vertikalen Position auftretendes Kupplungsrutschen wird von der Steuerungseinrichtung 19 (siehe Figur 1) nicht einem defekten Endschalter, sondern einer anderen Ursache, wie beispielsweise einer zu großen Last am Lastaufnahmemittel 21 zugeordnet.
In der Figur 3 gleicht die vertikale Position PLAM des Lastaufnahmemittels 21 der unteren Endstellung UE und in der Figur 4 der oberen Endstellung OE. Ein bei einer solchen vertikalen Position PLAM des Lastaufnahmemittels 21 auftretendes Kupplungsrutschen wird von der Steuerungseinrichtung 19 einem defekten unteren (Figur 3) bzw. oberen (Figur 4) Endschalter zugeordnet.
In der Figur 5 gleicht die vertikale Position PLAM des Lastaufnahmemittels 21 der durch den oberen Endschalter vorgegebenen vertikalen Stellung POE. Ein funktionstüchtiger oberer Endschalter würde dies anzeigen, sodass die Steuerungseinrichtung 19 entsprechend eingreifen kann. Dies gilt entsprechend für den Fall, dass die vertikale Position PLAM des Lastaufnahmemittels 21 der durch den unteren Endschalter vorgegebenen vertikalen Stellung PUE gleicht. Bezugszeichenliste
1 Kettenzug
2 Antriebsmotor
3 Motorwelle
4 Getriebeeingangswelle
5 erstes Lager
6 zweites Lager
7 Getriebe
8 erstes Zahnrad
9 zweites Zahnrad
10 Getriebeausgangswelle
11 drittes Lager
12 viertes Lager
13 Kettenrad
14 Rutschkupplung
15 Kupplungsscheibe
16 Kupplungsbelag
17 Druckscheibe
18 Sensor
19 Steuerungseinrichtung
20 Bremse
21 Lastaufnahmemittel
22 Kette
23 Antriebsgehäuse
PLAM vertikale Position Lastaufnahmemittel POE vertikale Stellung oberer Endschalter PUE vertikale Stellung unterer Endschalter OE obere Endstellung
UE untere Endstellung

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Überwachung eines Kettenzugs (1) mit einem elektrischen Antriebsmotor (2), der abtriebsseitig über eine Rutschkupplung (14) mit einem Getriebe (7) verbunden ist, wobei über einen Sensor (18) eine Drehzahl des Getriebes (7) erfasst und die erfasste Drehzahl des Getriebes (7) mittels einer Steuerungseinrichtung (19) mit einer Betriebsdrehzahl des Antriebsmotors (2) verglichen wird, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Steuerungseinrichtung (19) auch eine vertikale Position (PLAM) eines Lastaufnahmemittels (21) des Kettenzugs (1) ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vertikale Position (PLAM) des Lastaufnahmemittels (21) anhand von Sensorsignalen des Sensors (18) ermittelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der Sensorsignale eine Drehrichtung des Getriebes (7) erfasst wird und die vertikale Position (PLAM) des Lastaufnahmemittels (21) durch „Hochzählen“ und „Runterzählen“ der Sensorsignale ermittelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausprägung einer Änderung der Sensorsignale ermittelt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vertikale Position (PLAM) des Lastaufnahmemittels (21) mittels Zeitmessung ermittelt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über den Sensor (18) die Drehzahl einer sich an die Rutschkupplung (14) anschließenden Getriebeeingangswelle (4) erfasst wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Feststellung einer Abweichung der Drehzahl des Getriebes (7) von der Betriebsdrehzahl des Antriebsmotors (2) und bei Vorliegen einer vordefinierten vertikalen Position (PLAM) des Lastaufnahmemittels (21) ein visueller und/oder akustischer Alarm ausgegeben wird und/oder der Kettenzug (1) nur zum Senken des Lastaufnahmemittels (21) freigegeben wird und/oder nur ein Kriechgang des Kettenzugs (1) freigegeben wird und/oder der Antriebsmotor (2) abgeschaltet wird.
8. Kettenzug mit einem elektrischen Antriebsmotor (2), einem Getriebe (7) und einer
Rutschkupplung (14), wobei der elektrische Antriebsmotor (2) abtriebsseitig über die Rutschkupplung (14) mit dem Getriebe (7) verbunden ist, sowie einem Sensor (18), einem Lastaufnahmemittel (21) und einer Steuerungseinrichtung (19), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (19) ausgebildet und eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.
9. Kettenzug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (18) eine drehfest auf einer Welle des Getriebes (7), vorzugsweise der Getriebeeingangswelle (4), angeordnete Fächerscheibe sowie eine Lichtschranke umfasst, mittels derer die Drehzahl der Fächerscheibe erfassbar ist.
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