DE2709089C2

DE2709089C2 - Winde für Kran, insbesondere Schiffskran

Info

Publication number: DE2709089C2
Application number: DE2709089A
Authority: DE
Inventors: William Murray Kirkwhelpington Newcastle upon Tyne Somerville; Edward Douglas Folling Gateshead upon Tyne Watson
Original assignee: NORTHERN ENGINEERING INDUSTRIES Ltd NEWCASTLE UPON TYNE GB; Northern Engineering Industries Ltd Newcastle Upon Tyne
Current assignee: Rolls Royce Power Engineering PLC
Priority date: 1976-03-02
Filing date: 1977-03-02
Publication date: 1982-06-16
Also published as: NO770716L; DE2709089A1; NO150357C; GB1529331A; US4132387A; NO150357B

Description

Die Erfindung betrifft eine Winde für einen Kran zum Transportieren von Lasten, die relativ zum Kran, insbesondere bei einem Schiffskran entsprechend dem Seegang, in Bewegung sind, mit einem Hubantrieb zum Antrieb einer Wickeltrommel unter Last und einem Spulmotor zur.: Spannen des Seils, wobei die Wickeltrommel mit einer Hälfte einer Überholkupplung, der Hubantrieb mit deren anderen hälfte verbunden ist und der Spulmotor auf die Wickeltrommel treibt, und mit einer Trennvorrichtung zum Trer.aen des Hubantriebs von der Wickeltrommel.

In einer bekannten Vorrichtung (US-PS 19 99 936) wird eine Wickeltrommel durch einen Hauptmotor über ein Planetengetriebe und durch einen Zusatzmotor über das gleiche Getriebe angetrieben. Der Zusatzmotor ist ständig mit einer Meldetrommel gekoppelt, deren Seil mit einer Last auf einem Schiffsdeck verbunden ist Das Abtrennen des Hauptmotors von der über ein Lastseil mit der Last verbundenen Wickeltrommel erfolgt unter Ausnutzung einer Bewegungsumkehr bei einem scheibenförmigen Zahngesperre. Dabei ist letzte mit dem Träger der Planetenräder verbunden; die Klinken des Zahngesperres, die mittels Federkraft in die Verzahnung gedruckt werden, sind mittels Elektromagneten ausrückbar.

Die bekannte Vorrichtung ist zum Absenken der Last auf eine Seeplattform ungeeignet, da der Bedienungsmann darin überfordert ist, die manuelle Schaltung der Elektromagneten mit der Wirkung des Seegangs auf die Last zu koordinieren.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Winde der eingangs genannten Art mit einer Einrichtung zum automatischen Abkuppeln des Motors beim Absetzen der Last zu versehen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß den beim Absetzen der Last sich relativ zueinander bewegten Teilen der Überholkupplung ein Schalter zugeordnet ist, der ein Signal zur Betätigung der Trennvorrichtung erzeugt Die Trennvorrichtung kann dabei auch eine gesonderte Kupplung sein.

Als Überholkupplung im Sinne der Erfindung ist bevorzugt eine eine Relativbewegung nur in einer Drehrichtung zulassende Freilaufkupplung zu verstehen.

Der erfindungsgemäße Lösungsvorschlag ermöglicht ein sicheres Absetzen einer relativ zum Kran bewegten Last, z. B. auf einer Meeresplattform. Sobald die Last durch eine ansteigende Welle gehoben wird, wobei der Spulmotor auf die Wickeltrommel treibt und die bewegenden Teile der Überholkupplung reversieren, kommt es zu einer automatischen Betätigung der Trennvorrichtung. Durch das dabei erfolgende Trennen des Hubantriebs von der Wickeltrommel wird verhindert, daß während eines nachfolgenden Wellentals der Kran ruckartig belastet wird. Dabei ist selbstverständlich, daß eine derartige Automatik mit dem übrigen Steuersystem zur Betätigung des Krans so koordiniert ist, daß sie nur dann wirksam werden kann, wenn die i^r Wickeltrommel auf »Absenken der Last« geschaltet ist, während das Schiffsdeck steigt und die Last anhebt

Im Rahmen der Erfindung können sowohl Hubantrieb als auch Spulmotor mechanisch-elektrische oder hydraulische Antriebe sein; entsprechend kommt als Überholkupplung auch eine hydraulische Ventilsteuerung in Frage.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine erste Ausführungsform der wesentlichen mechanischen Bestandteile einer Kranwinde;

Fig.2 einen hydraulischen Schaltkreis zur Ausführungsform gem. Fi g. 1;

F i g. 3 eine zweite Ausführungsform der wesentlichen mechanischen Bestandteile einer Kranwinde und F i g. 4 einen schematischen Aufbau eines Krans mit einer Winde gem. F i g. 1.

Die Winde gem. den. F i g. 1 und 2 umfaßt eine Wickeltrommel 10, die unmittelbar mit einer Ausgangswelle 12,4 eines hydraulischen Spulmotors 12 mit konstantem Schluckvolumen, im vorliegenden Fall 63 Kubiczoll pro Umdrehung verbunden ist.

Die Wickeltrommel 10 ist über eine nicht dargestellte, in eine Richtung wirkende Klinke mit einem Teil einer Überholkupplung 14 in Art eines Zahngesperres verbunden, dessen anderes Teil mit einem Zahnrad 16 verbunden ist welches mit einem weiteren Zahnrad 18 in Eingriff steht Das Zahnrad 18 ist auf der Ausgangswelle eines hydraulischen Hubmotores 20 angeordnet.

Der Hubmotor 20 besitzt ein variables Schluckvolumen, im vorliegenden Fall zwischen 244 und 489 Kubiczoll pro Umdrehung.

Auf die Wickeltrommel 10 ist ein Seil mit einem nicht dargestellten Kranhaken am freien Ende aufgespult

Die Überholkupplung 14 ist beim Heben der Last kraftschlüssig. Dabei dreht sich der Spulmotor 12 entgegengesetzt zum Hubmotor, da der Hubmotor über ein Zahnradgetriebe, der Spulmotor aber direkt mit der Wickeltrommel 10 gekoppelt ist.

Die Kranleistung entspricht einer Hubgeschwindigkeit von 5 bzw. 10 m/Min bei 14 bzw. 4 t Last Bei einer Hubleistung von 5 m/Min beträgt die Trommeldrehzahl 2Upm.

Bei Verwendung des Krans als Schiffskran ist eine Anpassung an die speziellen Betriebsverhältnisse erforderlich, nämlich

a) Aufrechterhaltung eines bestimmten Seilzugs während der Haken mit einer Last verbunden ist, die sich mit dem Seegang auf- und abbewegt,

b) Heben der Last von Kriechgeschwindigkeit auf volle Hubgeschwindigkeit, wobei das Seil ständig straff gespannt bleiben muß, sowie

c) Absenken der Last auf ein Schiffsdeck oder eine Meeresplattform.

Im vorliegenden Fall geht es lediglich um die Betriebsweise c).

Fig.2 zeigt einen Hydraulikschaltkreis für den Spulmotor 12. Eine Hochdruck-Hydraulikleitung 40 und eine Niederdruck-Hydraulikleitung 42 sind mit einem Schaltventil 50 verbunden, welches den Spuhnotor 12 betätigt Die Niederdruck-Hydraulikleitung 42 ist über eine Leitung 44, die Hochdruck-Hydraulikleitung 40 Ober eine Drossel 52 mit dem Schaltventil 50 verbunden. Innerhalb des Schaltventils 50 ist in dessen neutraler Stellung die Leitung 44 an eine mit dem zweiten Eingang des Spulmotors 12 verbundene Zweigleitung 54 angeschlossen. Die Zweigleitung 54 ist über ein Entlastungsventil 56 mit der Leitung 44 zwischen dem Schaltventil 50 und dem Spulmotor 12 verbunden. Bei Betätigung des Schaltventils 50 in Richtung des Pfeiles 1-1 wird der Spulmotor 12 auf »Heben« geschaltet; eine entgegengesetzte Verstellung des Schaltventil 50 bewirkt die Schaltung »Senken« des Spulmokjrs 12.

Während bestimmter Betriebsweisen des Krans wird der Spulmotor 12 durch die Wickeltrommel 10 angetrieben und ist gezwungen »nachzugeben«, d. h. in entgegengesetztem Sinn als in der Schaltstellung »Heben« zu drehen. In diesem Fall wird der an der Hochdruckseite des Spulmotors 12 aufgebaute Obermäßige Druck durch das Ventil 56 zur Niederdruck-Hydraulikleitung 42 abgegeben.

Bei der Ausführungsform gem. F i g. 3 sind Spulmotor 112 urd Hubmotor 120 als Elektromotoren ausgebildet, wobei der Spulmotor 12 über die Ausgangswelle 112/4 mit der * Wickeltrommel 10 verbunden ist Beide Motoren sind bevorzugt Gleichstrommotoren mit Leonard-Schaltung oder statischer Steuerung zur Strombegrenzung. Beide Motoren 112, 120 haben integrierte Sicherheitsbremsen 113, 121, die federbelastet und elektrisch lösbar sind

Die Ausgangswelle des Hubmotors 120 enthält eine Kupplung 122 und ist abtriebsseitig fest mit einem Zahnrad 124 verbunden, das mit einem weiteren Zahnrad 126 in Eingriff steht Das Zahnrad 126 besitzt eine gemeinsame Welle mit einem Zahnrad 128, welches wiederum mit einem Zahnrad 16 in Eingriff steht Die Zahnräder 124, 126, 128 und 16 bilden zusammen ein Reduktionsgetriebe. Demzufolge dreht der Spulmotor 112 mit hoher Geschwindigkeit, bei kleinem Drehmoment, während der Hubmotor mit niedriger Geschwindigkeit, bei hohem Drehmoment arbeitet

Die Kupplung 122 ist wie in der Zeichnung nicht dargestelW, bevorzugt von der im Eingriff federbelasteten und elektrisch lösbaren Art

Bei der hydraulischen oder elektrischen Ausführungsform (F i g. 1 und 2 oder F i g. 3) kann die Getriebeverbindung zwischen den Motoren und der Wickeltrommel variier.t werden. Beispielsweise können der Spulmotor 12 bzw. 112 und die Oberholkupplung auf der Welle eines Zwischenzahnrads in einem Getriebesystem der Art wie in F i g. 3 dargestellt angeordnet sein.

F i g. 4 zeigt in schematischer Darstellung einen Kran mii einer Winde, welche in ihrem Aufbau der Winde gem. F i g. 1 entspricht Zum besseren Verständnis sind funktionell gleiche Teile mit den selben Bezugszeichen versehen. Die Oberholkupplung 14 ist eine Freilauf kupplung. Der Hubmotor 20 treibt ein Zahnrad 18 über eine Schlupfkupplung (M an, die ab einem bestimmten Drehmoment schlüpft und die, wie weiter unten beschrieben, steuerbar ausrückbar ist

Auf dem Schiffsdeck 152 ruht eine Last 154, die auf

eine nicht gezeichnete Plattform, auf welcher der Kran steht, angehoben werden soll. An der Last sind Schlingen 156 zur Aufnahme im Lasthaken 160 vorgesehen, welcher an dem auf der Wickeltrommel 10 aufgespulten Seil 158 hängt Ein Rückhalteseil 162 verbindet den Haken 160 mit dem Deck 152.

Der Kran umfaßt weiter eine Meldetrommel 164, auf

ίο der eine Meldeleine 166 aufgewickelt ist, an deren Ende wahlweise ein schaltbarer Dauermagnet 168 oder ein leichter Haken zum Herstellen einer Verbindung mit dem Schiffsdeck 152 befestigt ist Die Meldetrommel 164 wird durch einen Meldemotor 170 angetrieben. Die

is Meldetrommel 164 und die Wickeltrommel 10 sind jeweils mit Drehwinkelmeldem 178 bzw. 176 verbunden, welche Signale abgeben, die die augenblickliche Stellung und den Drehsinn der jeweiligen Trommel angeben. Auf diese Weise wirken Meldemotor 170 und Spulmotor 12 in Art einer Folgesteuerung zusammen, wobei der Folgebewegung ein der Hebe- und Senkbewegung entsprechendes Sollwertsignal überlagert ist Mit einer derartigen, an sich bekannten Folgesteuerung gelingt es, den lastfreien Haken 160 entsprechend der Bewegung des Schiffdecks 152 auf und ab zu bewegen, während er sich der Last 154 annähert

Während der Arbeit der hier nicht näher zu beschreibenden Folgesteuerung ist .ibhängig von der

Relativbewegung der beiden Teile der Überholkupplung 14 ein nicht gezeichneter Schalter betätigbar, nachdem die Last wie unten beschrieben auf das Schiffsdeck 152 abgesenkt ist.

Beim Absenken einer Last auf ein Schiffsdeck ist die Antriebsleistung, die notwendig ist um ein Maximum an Last in Obereinstimmung mit dem Schiffsdeck auf- und abwärts zu bewegen sehr groß und die damit verbundenen periodischen Leistungsschwankungen verursachen bei der Ausbildung des Hubmotors bzw. des Antriebsystems technische Schwierigkeiten. Diese kennen bei der vorliegenden Betriebsweise vermieden werden.

Die von der Kranplattform auf das Schiffsdeck zu übertragende Last wird durch den Hubmotor angehoben und vom Schiff wegbewegt Die Meldeieine 166 wird auf das Schiffsdeck abgesenkt und dort befestigt, während die Last bis zu einem Punkt kurz oberhalb des höchsten Punktes der Schiffsbewegung abgesenkt wird. Wenn die Last richtig positioniert ist beurteilt der

so Bedienungsmann sorgfältig die Bewegung des Schiffsdecks und schaltet auf Kriechgeschwindigkeit der Senkbewegung (3 bis 4,5 m/Min) um zu erreichen, daß die ^!-ist auf das Schiffsdeck aufsetzt kurz bevor dieses während seiner Hebe- und Senkbewegung den höchsten Punkt erreicht Gleichzeitig schaltet de/ Bedienungsmann den Spulmotor 12 auf »Heben«.

Onter der Annahme, daß die Last kurz vor dem Erreichen des Wellenkammes auf das Schiffsdeck gelangt hebt sie:· die Last leicht mit dem Deck bis zum Erreichen des höchsten Punktes des Wellenkammes. Der Spulmotor 12 zieht dann das schlaffe Seil an, wobei die Relativbewegung der Teile der Übet notkupplung 14 durch den oben genannten Schalter angezeigt wird, der ein Signal an eine Steuereinheit weitergibt Diese erzeugt ihrerseits ein Signal, welches das Trennen der Trennkupplung 150 bewirkt Gleichzeitig wird über die oben genannte Folgesteuerung der Spulmotor 12 so betrieben, daß Lastseil 158 und Schlinge 156 entspre-

chend dem Seegang gespannt sind.

Durch die automatische Betätigung der Trennkupplung 150, wie beschrieben, wird sichergestellt, daß die Last nicht plötzlich auf den Kran wirkt, nämlich für den Fall, daß die Relativbewegung /wischen Kran und Welle einem Wegfallen der Last vom Schiffsdeck gleichkommt. Das automatische Lösen der Trennkupplung 150 verhindert dabei wirksam eine Überlastung des Krans, die ansonsten bei mit dem Kran verbundener Last im Moment des Abhebens der Last vom abschwimmenden Schiffsdeck auftreten würde.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

Ι. Winde für Kran zum Transportieren von Lasten, die relativ zum Kran, insbesondere bei einem Schiffskran entsprechend zum Seegang in Bewegung sind, mit einem Hubantrieb zum Antrieb einer Wickeltrommel unter Last und einem Spulmotor zum Spannen des Seils, wobei die Wickeltrommel mit einer Hälfte einer Überholkupplung, der Hubantrieb mit der anderen Hälfte verbunden ist und der Spulmotor auf die Wickeltrommel treibt, und mit einer Vorrichtung zum Trennen des Hubantriebs von der Wickeltrommel, dadurch gekennzeichnet, daß den beim Absetzen der Last sich relativ zueinander bewegenden Teilen der Oberholkupplung (14) ein Schalter zugeordnet ist, der ein Signal zur Betätigung der Vorrichtung zum Trennen des Hubantriebs erzeugt
2. Winde nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Trennvorrichtung eine gesonderte Kupplung {122; !50) ist