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Einrichtung zur Dämpfung von Lastseilpendelungen bei Hebezeugen
Bei Kränen, insbesondere Verladebrücken für Massengüter, wie Erz, Kohle und ähnliches wird eine möglichst schnelle Bewegung des Greifers von der Aufnahmestelle, z. B. Schiff, zur Übergabestelle, z. B.
Bunker, verlangt. Bei den üblichen hohen Fahrgeschwindigkeiten der Katzen mit den entsprechenden Beschleunigungen treten störende Pendelungen des Greifers auf, die ein Einfahren, insbesondere ein automatisches Einfahren des Greifers, z. B. über die Einfüllöffnung eines Bunkers, praktisch unmöglich machen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Kranfahr- oder Krandrehwerk so zu regeln, dass beim Beschleunigen und insbesondere beim Abbremsen bzw. Stillsetzen, ein störendes Pendeln des Lastseils vermieden wird.
Hiezu ist es bekannt, die Lage des Lastseils abzutasten und, wenn die Auslenkung aus der senkrechten Lage einen bestimmten Wert überschreitet, mittels Schaltorganen einen Fahr-, Dreh-oder Kippmotor im die Seilauslenkung kompensierenden Sinne einzuschalten. Sobald infolge einer hiedurch eingeleiteten Ausgleichbewegung des Fahr-, Dreh- oder Kippwerkes das Seil in die senkrechte Lage zurückkehrt, wird dieser Antrieb wieder ausgeschaltet. Schwingt das Seil über die senkrechte Lage hinaus, dann wird der Antrieb mit umgekehrter Drehrichtung wieder eingeschaltet. Bei der bekannten Einrichtung werden also den Antrieben lediglich Einschaltimpulse im die Seilpendelung dämpfenden Sinne gegeben, wodurch eine gewisse regelnde Wirkung erzielt wird.
Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Einrichtung zur Dämpfung von Lastseilpendelungen bei Hebezeugen durch Regelung des Antriebsmotors der Fahr- oder Drehwerke in Abhängigkeit von einer Auslenkung des Lastseils aus der senkrechten Lage. Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor in einem Ankerstromregelkreis liegt, dem ein Drehzahlregelkreis überlagert ist, dessen Drehzahlregler vorzugsweise ein PI-Regler ist, dem ausser dem Drehzahlsoll- und dem Drehzahlistwert ein der Grösse und der Richtung der Lastseilauslenkung proportionaler Korrekturwert im die Seilpendelung dämpfenden Sinne zufliesst.
Mit der erfindungsgemässen Einrichtung ist eine kontinuierliche Ausregelung jeder Lastseilauslenkung erzielbar. Diese Ausregelung geschieht schnell und feinfühlig.
Durch die Erfindung wird es also möglich, eine Kranfahr- oder Krandrehbewegung unter Vermeidung der beim Beschleunigen und Verzögern sonst auftretenden Lastpendelung lediglich durch Gabe eines Start-
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gewählte Geschwindigkeit unter gleichzeitiger Vermeidung einer Lastpendelung geschieht sodann selbsttätig. Ebenso einfach wird das Abbremsen bzw. Stillsetzen des Antriebsmotors. Durch ein Haltekommando, das beispielsweise auch von einem Anschlagschalter od. dgl. auf der Bewegungsstrecke gegeben werden kann, lässt sich der Drehzahlsollwert abschalten und dadurch die Fahrt selbsttätig bis zum Stillstand derart verzögern, dass wiederum ein störendes Pendeln des Lastseils vermieden wird. Es wird also eine weitgehende Automatisierung des Fahr- bzw. Drehvorganges möglich und damit der gesamte Be- und Entladebetrieb verkürzt.
An Hand der Zeichnung soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben werden. Die Zeichnung zeigt das Blockschaltbild eines Katzfahrantriebes. Einem Antriebsmotor 2, dessen konstante Erregung nicht dargestellt ist, ist eine Regeleinrichtung zugeordnet, die wie folgt aufgebaut ist : Einem Ankerstromregel-
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kreis, bestehend aus einem Ankerstromregler 5, einem Verstärker 6 und einem Stromwandler 4 im An- kerstromkreis ist ein Drehzahlregelkreis mit einem Drehzahlregler 12 und einer Tachometermaschine 3 überlagert. 1 stellt einen Drehzahlsollwertgeber dar, dem ein Integrator 16 nachgeschaltet ist. Mit dem
Integrator wird erreicht, dass der Drehzahlsollwert dem Drehzahlregler 12 z. B. auf ein Startkommando hin nicht sofort in voller Höhe, sondern mit einer vorgegebenen Anstiegsgeschwindigkeit zugeführt wird.
Als zweite Eingangsgrösse wird dem Drehzahlregler 12 der Drehzahlistwert zugeführt, der mittels der Ta- chometermaschine 3 gewonnen wird. Als dritte Eingangsgrösse wird dem Drehzahlregler erfindungsgemäss ein der Seilauslenkung proportionaler Korrekturwert zugeführt. Dieser wird in folgender Weise gewonnen :
Die Lage des Seiles 7 wird mittels eines Fühlhebels 8, der vorteilhaft mit Laufrollen ausgestattet ist, abgetastet und über ein Getriebe 9 einem Drehmelder 15 mitgeteilt. Der Drehmelder erzeugt in bekann- ter Weise eine der Seilauslenkung nach Grösse und Richtung proportionale Spannung, die über eine Um- formungs- und Verstärkeranordnung 11 dem Drehzahlregler 12 zugeführt wird.
Der Drehzahlregler 12 liefert einen Ankerstromsollwert dem Ankerstromregler 5, dem als zweite
Eingangsgrösse der Ankerstromistwen zugeführt wird, der mittels des Stromwandler 4 gewonnen wird. Der
Verstärkungsfaktor von 11 wird so gewählt, dass das Lastseil nachAusschwingen aus seiner senkrechten Lage unmittelbar oder höchstens mit einer geringen Überschwingung wieder in die senkrechte Lage zurück- kehrt.
Die beschriebene Einrichtung arbeitet wie folgt :
Durch Abgabe eines Startkommandos liegt am Ausgang des Sollwertgebers 1 der Drehzahlsollwert sofort in voller Höhe. Der Integrator 16 bewirkt, dass der Drehzahlsollwert dem'Drehzahlregler 12 nicht so- fort in seiner vollen Höhe zugeführt wird, sondern mit einer vorgegebenen Anstiegsgeschwindigkeit an- wächst. Der Motor läuft also an und wird entsprechend dem Drehzahlsollwertanstieg beschleunigt. Dies hat zur Folge, dass der Greifer bzw. das Lastseil, bezogen auf das Katzfahrwerk, zunächst in der Bewegung zurückbleibt. Die hiebei entstehende Auslenkung des Lastseils aus der senkrechten Lage wird mittels des Fühlhebels 8 erfasst und dem Drehmelder 15 mitgeteilt, der eine Spannung liefert, deren Grösse und Richtung der Grösse und Richtung der Auslenkung entspricht.
Diese Spannung wird dem Drehzahlregler 12 zu- geführtund bewirkteine Verkleinerung des Drehzahlsollwertes. Dies hat zur Folge, dass die Drehzahl des Motors gesenkt und damit die Auslenkung des Lastseils aus der Senkrechten abnimmt. In dem Mass in dem die Auslenkung abnimmt, steigt der Drehzahlsollwert wieder an, bis er seinen Endwert erreicht. Der Drehzahlsollwert wird also dauernd entsprechend der Lastseilauslenkung korrigiert. Beim Abbremsen des Fahrwerkes geschieht die Regelung des Motors in entsprechender. Weise. Durch ein Haltekommando, das beispielsweise von einem Anschlagschalter auf der Bewegungsstrecke gegeben wird, wird der Drehzahlsollwert abgeschaltet.
Normalerweise würde ohne Pendeldämpfung der Antrieb schlagartig verzögert. Hiedurch würde ein Ausschwingen des Lastseils in Bewegungsrichtung erfolgen. Dies wird nach der Erfindung dadurch vermieden, dass der Drehmelder 15 nun eine Spannung liefert, die dem Drehzahlsollwert, der bisher vorhanden war, gleichgerichtet ist, so dass eine schlagartige Drehzahlabnahme und damit ein Ausschwingen des Lastseils weitgehend vermieden wird. Es wird also auch bei der Verzögerung des Antriebes die Verringerung des Drehzahlsollwertes von der Auslenkung des Lastseils abhängig gemacht.
Statt des Drehmelders 15 können auch andere Einrichtungen zur Umsetzung der Seilauslenkung in eine ihr nach Grösse und Richtung proportionale elektrische Grösse verwendet werden. Beispielsweise kann die Lage des Seiles, wie schon beschrieben, mit einem Fühlhebel abgetastet werden und dessen Stellung über ein Getriebe statt dem Drehmelder dem Abgriff eines Widerstandes in einer Potentiometer- oder Brückenschaltung mitgeteilt werden.
Die Abtastung der Seilauslenkung bzw. -lage kann auf optischem, kapazitivem oder induktivem Wege erfolgen.
Dieselben vorstehend beschriebenen Mittel können beiDrehkränen in analoger Weise angewendet werden, um beispielsweise ein Pendeln der Last beim Drehen des Kranes zu vermeiden. Auch bei fahrbaren Kranbrücken, die nicht nur eine Bewegung der Last in Richtung der Brücke, sondern auch in ler Bewegungsrichtung der Brücke ermöglichen, können die gleichen Mittel zur Vermeidung der Lastseil"ndelung mit Erfolg angewendet werden.
Darüber hinausgehend kann allgemein gesagt werden, dass mittels der Erfindung das Pendeln- gend- eines Körpers unter Beeinflussung der Bewegung seines Aüfhängepunktes durch eine der Auslenkung proportionale Grösse vermieden werden kann.