DE19905019C2 - Kran mit schweren Hubwerken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kran mit schweren Hubwerken, insbesondere Kran zum Transport feuerflüssiger Massen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Entsprechend der Definition im Dubbel Taschenbuch für den Maschinenbau, 18. Aufl. U32 bis U35 werden unter dem Kapitel 2.9 "Kranarten" unterschieden zwischen Hängebahnen, Hängekranen, Brückenkranen und Verladebrücken. Schwere Brückenkrane, d. h. für schwere zu hebende Lasten, insbesondere Gießkrane, weisen zwei mit Abstand voneinander angeordnete Kastenträger auf. Auf den Innenstegen der Kastenträger sind auf der Oberseite Schienen für ein Katzfahrwerk befestigt. Das Katzfahrwerk weist zwei je mit einer Seiltrommel, einem Getriebe und einem Antrieb sowie einer Motorbremse versehene Hubwerke auf, zwischen denen eine Traverse über Seile in Form eines doppelten Seiltriebes einhängbar ist, wobei zur Geradhaltung der Traverse beide Seiltrommeln mechanisch über ein Verteilergetriebe miteinander verknüpft sind. Zusätzlich sorgt eine Wippe dafür, daß die Seile stramm anliegen. Mittels angebrachter Sensoren wird die Geschwindigkeit und der Drehwinkel der Seiltrommeln erfaßt.

Das Verteilergetriebe fällt bei dieser Konstruktion groß aus; eine Störung dieses Getriebes führt zum Totalausfall des Kranes und Stillstandszeiten sind die Folge. Der mechanische Seilausgleich sowie die fehlende Redundanz erfordern einen besonderen Aufwand in der Antriebskette. Zur Vermeidung eines Lastabsturzes bei einem Bruch der mechanischen Antriebskette sind zusätzliche Sicherheitseinrichtungen wie z. B. Notaus-Stoppbremsen auf den Seiltrommeln erforderlich.

Aus der gattungsbildenden DE-OS 21 14 386 ist eine Hubeinrichtung für Container bekannt. Diese weist ein auf einer Verladebrücke verfahrbares Katzfahrwerk auf, an dessen Rahmen eine mit Abstand unterhalb der Längsträger befindliche und um eine lotrechte Achse drehbar gelagerte Plattform angeordnet ist.

Auf der Plattform sind vier Winden-Trommeln gelagert, die so angeordnet sind, dass jeweils zwei zu einem Paar zusammengeschaltet sind. Zwischen diesen ist ein Antriebsmotor angeordnet mit einem Verteilergetriebe und je einem Vorgelege. Am Verteilergetriebe ist auch eine Bremse befestigt. Auf jeder Winden-Trommel sind zwei Stränge eines Hubseiles aufgewickelt. Die Seil-Stränge jeder Winden-Trommel treten durch Öffnungen in der Plattform hindurch und umschlingen vereinigt eine an einer Lasttraverse angeordnet Rolle.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, einen konstruktiv einfachen Kran mit schweren Hubwerken, insbesondere zum Transport feuerflüssiger Massen, anzugeben, der servicefreundlich aufgebaut ist und eine Redundanz in der mechanischen Antriebskette aufweist und bei dem auf zusätzliche Sicherheitseinrichtungen wie z. B. Notaus- Stoppbremse verzichtet werden kann.

Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff in Verbindung mit den kennzeich­ nenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind Bestandteil des Anspruchs 2.

Nach der Lehre der Lösung sind auf dem Katzfahrwerk u. a. vier identisch ausgebildete Hubwerke mit je einem Antrieb, einer Motorbremse, einem Getriebe und einer Seiltrommel angeordnet. Diese Anordnung kann auch als Viertrommelhubwerk mit elektronischem Seilausgleich bezeichnet werden. Jedes dieser vier Hubwerke ist so ausgelegt, daß bei Ausfall des parallel geschalteten Hubwerkes das andere eine Hälfte der Last tragen kann. Statt des bisher üblichen mechanischen Seilausgleiches erfolgt der Seilausgleich zwischen den vier Hubwerken elektronisch. Die Steuerung der Hubwerke besteht aus einem Geschwindigkeitsregler für die Hubbewegung, einem Positionsregler zur Vermeidung einer Traversenschiefstellung, sowie zwei Momentenregler für den elektronischen Seilausgleich auf jeder Traversenseite.

Die vorgeschlagene Anordnung hat den Vorteil, daß jedes Hubwerk baulich klein gehalten werden kann, da es nur für eine Hälfte der Last ausgelegt ist. Im Schadensfall genügt es, das gesamte davon betroffene Hubwerk abzumontieren und vollständig durch ein Reservehubwerk zu ersetzen. Da alle Hubwerke identisch aufgebaut sind, spielt es keine Rolle, welches der vier Hubwerke davon betroffen ist. Da im Sinne einer Redundanz das parallel geschaltete Hubwerk bei Ausfall des anderen Hubwerkes weiterhin intakt ist, reicht dies für eine Notabsenkung der Last, um auf diese Weise Folgeschäden zu vermeiden.

Die Steuerung der vier Hubwerke erfolgt über den Abgleich der Geschwindigkeit der Hubbewegung, der Position und der Momente. Der Sollwert für die Geschwindigkeit wird in eine Steuerungseinheit nur eines der vier Hubwerke eingegeben. Der Abgleich zu den anderen drei Hubwerken erfolgt über den Positionsregler bzw. über das am Antriebsmotor zu erfassende Moment mit anschließender Momentenregelung.

Anhand einer Draufsicht und eines Blockschaltbildes wird ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kranes mit schwerem Hubwerk und dessen Betriebsweise näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einer Draufsicht einen Ausschnitt eines Kranes 1 mit schwerem Hubwerk. Dieser besteht in diesem hier dargestellten Ausführungsbeispiel aus zwei Kastenträgern 2, 2', auf deren Innenstegen auf der Oberseite je eine Schiene 3,3' für ein Katzfahrwerk 4 befestigt ist.

Das Katzfahrwerk 4 weist vier identisch aufgebaute Hubwerke 5, 5', 5", 5''' auf, wovon zwei 5, 5' bzw. 5", 5''' parallel geschaltet sind. Jedes der vier Hubwerke 5-5''' ist mit einem Antrieb 6-6''', einer Motorbremse 7-7''', einem Getriebe 8-8''' und einer damit verbundenen Seiltrommel 9-9''' ausgerüstet. An hier nicht dargestellten Seilen der vier Seikrommeln 9-9''' hängt, gestrichelt gekennzeichnet, eine Traverse 10, an die die zu hebende Last anhängbar ist. Die Bewegung des Katzfahrwerkes 4 ist durch einen Doppelpfeil 11 kenntlich gemacht.

Fig. 2 zeigt in einem Blockschaltbild schematisch die steuerungsmäßige Verknüpfung der vier Hubwerke 5-5''', wovon zwei 5, 5' bzw. 5", 5''' parallel geschaltet sind. In den Regler R₅ der Steuerungseinheit des ersten Hubwerkes 5 wird der SOLL-Wert 12 der Geschwindigkeit eingegeben. Über den Regler R₅ wird der Antrieb 6 des ersten Hubwerkes 5 gesteuert. In Form einer Stromaufnahme ist am Antrieb 6 das erzeugte Moment T₅ abgreifbar. Dieses Moment T₅ wird als SOLL-Wert in die Steuerungseinheit des zweiten parallel geschalteten Hubwerkes 5' eingegeben. Das am Antrieb 6' des zweiten Hubwerkes 5' abgegriffene Moment T_5' wird mit dem des ersten Hubwerkes 5 abgeglichen. Wird eine Differenz festgestellt, wird das Moment T_5' des zweiten Antriebes 6' entsprechend erniedrigt oder erhöht. Die IST-Geschwindigkeit der Seiltrommel 9 wird zurückgeführt an die Schnittstelle 15 der Eingabe des SOLL- Wertes. Wird an der Schnittstelle 15 eine Abweichung festgestellt, wird der Regler R₅ entsprechend verstellt. Der IST-Wert ϕ₅ wird in die Steuerungseinheit des dritten Hubwerkes 5" auf der gegenüberliegenden Seite der Traverse 10 eingegeben. In dieser Steuerungseinheit wird ebenfalls ein IST-Moment T_5' des Antriebes 6" ermittelt und als SOLL-Wert in die Steuerung des parallel geschalteten vierten Hubwerkes 5''' eingegeben. Der Abgleich der Momente T_5', T_5''' erfolgt in der gleichen Weise wie zuvor für die erstgenannten Hubwerke 5, 5' bereits erläutert.

Claims (2)

1. Kran mit schwerem Hubwerk, insbesondere Kran zum Transport feuerflüssiger Massen, mit einem Katzfahrwerk (4), auf dem vier je mit einer Seiltrommel (9 bis 9'''), einem Getriebe (8 bis 8''') und einem Antrieb (6 bis 6''') sowie einer Motorbremse (7 bis 7") versehene Hubwerke (5 bis 5''') angeordnet sind zum Anheben einer Traverse (10), die über Seile in Form eines doppelten Seiltriebes einhängbar ist, wobei zur Geradhaltung der Traverse (10) die Seiltrommeln (9 bis 9''') miteinander verknüpft und Mittel zum Strammhalten der Seile vorgesehen sind und Sensoren die Geschwindigkeit und die Drehwinkel der jeweiligen Seiltrommel (9 bis 9''') erfassen sowie die Daten der Sensoren von Steuerungseinheiten miteinander verknüpft sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubwerke (5 bis 5''') identisch ausgebildet sind mit je einem eigenen Antrieb (6 bis 6'''), einer eigenen Motorbremse (7 bis 7''') und einem eigenen Getriebe (8 bis 8''') und zwei Hubwerke jeweils parallel geschaltet sind und dass jede Steuerungseinheit einen eigenen Geschwindigkeitsregler (R5 bis R5'''), einen eigenen Positionsregler sowie einen eigenen Momentenregler (15 bis 15''') aufweist und dass jedes Hubwerk (5 bis 5''') zum Heben der Hälfte der Last ausgebildet ist.

2. Kran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in die Steuerungseinheit eines der vier Hubwerke ein SOLL-Wert für die Geschwindigkeit mit dem gemessenen IST-Wert eingegeben und in diesem abgeglichen wird und parallel dazu ein Abgleich der Momente über die Steuerungseinheit des auf der gleichen Traversenseite zusammenwirkenden parallel geschalteten zweiten Hubwerkes erfolgt und die IST-Wegposition des erstgenannten Hubwerkes als SOLL-Wert in die Steuerungseinheit des dritten auf der anderen Traversenseite angeordneten Hubwerkes eingegeben und dieser in der Regelstrecke mit dem gemessenen IST-Wert abgeglichen wird und das IST-Moment des dritten Hubwerkes mit dem IST-Moment des vierten Hubwerkes abgeglichen wird.