DE8806159U1 - Crane winch - Google Patents

Description

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M. B Hydraulik & Masctiiieiibaä Bukteüüde''GmbH, 2150 BuxtehudeM. B Hydraulik & Masctiiieiibaä Bukteüüde''GmbH, 2150 Buxtehude

BeschreibungDescription

Kranwinde.crane winch.

Die Erfindung betrifft eine Kranwinde nach dem Oberbegriff des Anspruches I.The invention relates to a crane winch according to the preamble of claim I.

Kranwinden dieser Art finden ihren Einsatz dort, wo zwischen dem Kran, der sich z.B. an Bord eines Schiffes befindet, und dem aus dem Wasser zu hebenden oder zu bergenden Objekt aufgrund des Seeganges große und rasche Relativbewegungen in wechselnder Richtung statt finden. Vor dem Anheben muß das Objekt am Kranseil befestigt werden. Dies geschieht in vielen Fällen von Hand, z.B. durch einen Taucher. Während der Befestigung muß die Person, die die Befestigung vornimmt, in der Lage sein, das Kranseil von der Seiltrommel abzuziehen und festzuhalten. Andererseits soll der Seegangsfolgemotor die Seiltrommel im Einhol- bzw. Aufwickelsinne !»tändig so antreiben, daß bei seegangsbedingter Verringerung des Abstandes zwischen Kran und Objekt eine Schlappseilbildung wirksam verhindert, also das Kranseil immer straff gehalten wird.Crane winches of this type are used where large and rapid relative movements in alternating directions occur between the crane, which is on board a ship for example, and the object to be lifted or recovered from the water due to the sea state. Before lifting, the object must be attached to the crane rope. In many cases this is done by hand, e.g. by a diver. During the attachment, the person who is doing the attachment must be able to pull the crane rope off the rope drum and hold it in place. On the other hand, the sea state follower motor should constantly drive the rope drum in the direction of hauling or winding up so that if the distance between the crane and the object is reduced due to the sea state, slack in the rope is effectively prevented, i.e. the crane rope is always kept taut.

Bei der gattungsgemäßen Kranwinde ist dar Seegangsfolgemotor, in der Regel ein Hydromotor, mit der Seiltrommel direkt gekoppelt und erteilt dem Kranseil in der Einholphase eine in etwa konstante Zugkraft. In der Abziehphase, wenn das Kranseil «,eegangsbedingtIn the crane winch of this type, the sea-following motor, usually a hydraulic motor, is directly coupled to the cable drum and gives the crane cable a roughly constant pulling force during the hauling-in phase. In the pulling-out phase, when the crane cable is "swaying" due to the sea-following motor, the cable is pulled back to the desired position.

von der Seiltrommel wieder abgezogen werden muß, steigt die Zugkraft im Kranseil jedoch stark an. Dies ist durch den mechanischen Gesamtwirkungsgrad der Anordnung aus Seiltrommel und Seegangsfolgemotor bedingt. Die Zugkraft in der Abziehphase (Abziehkraft) entspricht der Zugkraft in der Einholphase (Einholkraft) dividiert durch das Quadrat des Gesamtwirkungsgrados. Nimmt man für letzteren z.B. den Wert von 0,7 an, beträgt die Abziehkraft in etwa das Doppelte der Einholkraft. has to be pulled off the rope drum again, the tensile force in the crane rope increases significantly. This is due to the overall mechanical efficiency of the arrangement of the rope drum and the sea following motor. The tensile force in the pulling-off phase (pulling force) corresponds to the tensile force in the retrieving phase (retrieving force) divided by the square of the overall efficiency. If one assumes a value of 0.7 for the latter, for example, the pulling force is approximately twice the retrieving force.

Die Vergrößerung der Abziehkraft gegenüber der Einholkraft in der vorgenannten Größenordnung ist dann unakzeptabel, wenn das Kranseil während der Befestigung am Objekt von einer Person manipuliert und gehalten werden soll.The increase in the pulling force compared to the retrieving force in the above-mentioned order of magnitude is unacceptable if the crane rope is to be manipulated and held by a person during attachment to the object.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kranwinde der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß die vom Seegangsfolgemotor erzeugte Kranseil-Spannkraft beim Übergang vom Einholen zum Abziehen nur geringfügig ansteigt.The invention is based on the object of designing the crane winch of the type mentioned at the beginning in such a way that the crane rope tension force generated by the sea following motor only increases slightly during the transition from hauling in to pulling out.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit der im Anspruch und bezüglich vorteilhafter Ausgestaltungen in den Unteransprüchen gekennzeichneten Kranwinde gelöst.This object is achieved according to the invention with the crane winch characterized in the claim and with regard to advantageous embodiments in the subclaims.

Bei der Erfindung wird die besondere Schlupfcharakteristik einer an sich bekannten hydrodynamischen Kupplung dazu benutzt, den Unterschied zwischen Abziehkraft und Einholkraft im Seegangsfolgebetrieb der Kranwinde deutlich unter die bisher erreichbaren WerteThe invention uses the special slip characteristics of a known hydrodynamic coupling to reduce the difference between the pulling force and the retrieving force in the heave-following operation of the crane winch significantly below the previously achievable values.

herabzusetzen. Eine Begrenzung des Unterschiedes auf nur 8 % ist durchaus realisierbar. Damit wird es ohne weiteres möglich, das Kranseil von Hand festzuhalten. Legt man beispielsweise die Einholkraft auf 400 N fest, läßt sich bei der Erfindung erreichen, daß die Abziehkraft nicht größer als 440 N wird.to reduce the difference. Limiting the difference to only 8% is certainly feasible. This makes it easy to hold the crane rope by hand. If, for example, the pulling force is set at 400 N, the invention ensures that the pulling force does not exceed 440 N.

Aufgrund der Schlupfcharakteristik der erfindungsgenäß vorgesehenen hydrodynamischen Kupplung ist der Zugkraftunterschied zwischen Einholen und Abziehen um so kleiner, je größer der auf die Drehzahl des Seegangsfölgemotors bezogene Mindest-Schlupf der Kupplung beim Einholen ist. Allerdings muß auch beachtet werden, daß eine bestimmte Mindest-Drehzahl der Seiltrommel notwendig ist, um Schiappsei1bi1 dung auch bei raschen Wellenbewegungen des Wassers zu vermeiden, und die Drehzahl des Seegangsfolgemotors nicht beliebig erhöht werden kann. In diesem Sinne haben sich die im Anspruch 2 angegebenen Schlupfwerte als besonders günstig herausgestellt. Die Weiterbildung nach Anspruch 3 verhindert ein "Durchdrehen" der Seiltrommel in dem Falle, daß das Kranseil aus Versehen ganz losgelassen wird.Due to the slip characteristics of the hydrodynamic coupling provided according to the invention, the difference in pulling force between pulling in and pulling out is smaller the greater the minimum slip of the coupling when pulling in, based on the speed of the sea-following motor. However, it must also be noted that a certain minimum speed of the cable drum is necessary in order to avoid the formation of skipping ropes even in the case of rapid wave movements in the water, and the speed of the sea-following motor cannot be increased at will. In this sense, the slip values specified in claim 2 have proven to be particularly favorable. The development according to claim 3 prevents the cable drum from "spinning" in the event that the crane cable is accidentally released completely.

Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand eines sci'iematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:In the following, the invention is explained in more detail with further advantageous details using a scientifically illustrated embodiment. The drawing shows:

Fig. 1: eine Prinzipdarstellung einer Kranwinde nach der Erfindung,Fig. 1: a schematic diagram of a crane winch according to the invention,

Fig. 2: ein Schaubild mit der SchiupfcharakteristikFig. 2: a diagram showing the slip characteristic

der in der Kranwinde nach Fig. 1 vorgesehenen hydrodynamischen Kupplung.the hydrodynamic coupling provided in the crane winch according to Fig. 1.

Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Kranwinde ist für einen Kran zum Heben oder Bergen von Objekten ausThe crane winch shown schematically in Fig. 1 is designed for a crane for lifting or recovering objects from

[ bewegter See bestimmt, wobei sich der Kran z.B. auf[ rough sea, where the crane is e.g. on

einem gegenüber der Wasseroberfläche relativ stabilena relatively stable compared to the water surface

&igr; Schiff, einer Bohrplattform oder dergleichen befindet.&igr; ship, drilling platform or the like.

Die Kranwinde umfaßt eine Seiltrommel 1 für das nicht näher dargestellte Kranseil, das auf der Seiltrommel aufgewickelt oder von ihr abgewickelt wird. Ein Haupt-The crane winch comprises a cable drum 1 for the crane cable (not shown in detail), which is wound onto or unwound from the cable drum. A main

! hubmotor 2 in Form eines Hydromotors mit variablem! lifting motor 2 in the form of a hydraulic motor with variable

Volumen ist über eine Überholkupplung 3 mit der Seiltrommel 1 antriebsmäßig verbunden. Der Haupthubmotor 2 treibt die Seiltrommel 1 in Aufwickel- oder Heberichtung mit einer relativ niedrigen Drehzahl von z.B. 30 min an. Er dient zum eigentlichen Heben des Objektes und wird erst zugeschaltet, wenn das Objekt im Kranseil befestigt ist.Volume is connected to the cable drum 1 via an overrunning clutch 3. The main hoist motor 2 drives the cable drum 1 in the winding or lifting direction at a relatively low speed of e.g. 30 rpm. It is used for the actual lifting of the object and is only switched on when the object is attached to the crane rope.

Die Kranwinde umfaßt weiter einen Seegangsfolgemotor 5 ebenfalls z.B. in Form eines Hydromotors. Der Seegangsfolgemotor 5 ist mit der Seiltrommel über eine hydrodynamische Kupplung 6 antriebsmäßig verbunden. Er läuft ■tit einer in etwa konstanten, relativ hohen Drehzahl von z.B. 750 min" ebenfalls in Aufwickel- bzw. Einholrichtung der Seiltrommel 1. Der Seegangsfolgemotor hat den Zweck, das Kranseil während der Zeit, die z.B. von einem Taucher benötigt wird, um das Kranseil an dem zu bergenden, im Wasser befindlichen Objekt zuThe crane winch also includes a sea-following motor 5, also in the form of a hydraulic motor. The sea-following motor 5 is connected to the cable drum via a hydrodynamic coupling 6. It runs at an approximately constant, relatively high speed of e.g. 750 rpm, also in the winding or retrieving direction of the cable drum 1. The sea-following motor serves the purpose of keeping the crane cable in motion during the time required by a diver, for example, to attach the crane cable to the object in the water that is to be recovered.

befestigen, trotz der seegangsbedingten Relativbewegung zwischen Objekt und Kran mit einer bestimmten, möglichst konstanten Zugkraft von z.B. 400 N straff zu halten. Dies geschieht bei Verkleinerung des Abstandes zwischen Kran und Objekt durch entsprechend rasches Aufwickeln des Kranseiles, wozu eine maximale Einhol-Drehzahl der Seiltrommel von z.B. 120 min" benötigt wird. Vergrößert sich der Objektabstand wieder, muß sich das Kranseil wieder abziehen lassen, wobei eine Abzieh-Drehzahl von ebenfalls bis zu 120 min" erreicht werden kann. Die hydrodynamische Kupplung 6 bewirkt aufgrund ihrer besonderen Schlupfcharakteristik, daß sich die Spannkraft im Kranseil zwischen de?* Einholphase und der Abziehphase nicht wesentlich ändert, obwohl der Seegangsfolgemotor konti tuierlich in Aufwickel richtung läuft.fasten, despite the relative movement caused by the sea between the object and the crane, with a certain, preferably constant tensile force of e.g. 400 N. This is done when the distance between the crane and the object is reduced by winding up the crane rope accordingly quickly, which requires a maximum retrieval speed of the rope drum of e.g. 120 rpm. If the distance to the object increases again, the crane rope must be able to be pulled off again, whereby a pulling off speed of up to 120 rpm can also be achieved. Due to its special slip characteristics, the hydrodynamic coupling 6 ensures that the tension in the crane rope does not change significantly between the retrieval phase and the pulling off phase, even though the sea following motor runs continuously in the winding direction.

Die Schlupfcharakteristik der hydrodynamischen Kupplung 6 geht aus dem Schaubild der Fig. 2 hervor. Das Schaubild 2 zeigt qualitativ das abtriebsseiti ge Drehmoment Md der hydrodynamischen Kupplung in Abhängigkeit vom Kupplungsschlupf S für vier verschiedene Fül lungsgrade der Kupplung. Man erkennt, daß der Drehnomentverlauf beiderseits des Schlupfes von 100 % (Stillstand der Seiltrommel) ein sehr flacher ist. Für die oben angegebenen typischen Drehzahl werte erjibt sich ein auf die Drehzahl des Seegangsfolgemotors fcezogener Schlupf beim Einholen des Kranseiles mit maximaler Geschwindigkeit von 84 % und beim Abziehen des Kranseiles mit maximaler Geschwindigkeit von 116 %. Zwischen diesen beiden Extremwerten schwankt derThe slip characteristic of the hydrodynamic coupling 6 is shown in the diagram in Fig. 2. The diagram 2 shows qualitatively the output side torque Md of the hydrodynamic coupling as a function of the clutch slip S for four different degrees of clutch filling. It can be seen that the torque curve on both sides of the slip of 100 % (cable drum at a standstill) is very flat. For the typical speed values given above, a slip related to the speed of the sea-going motor occurs when the crane cable is hauled in at a maximum speed of 84 % and when the crane cable is pulled out at a maximum speed of 116 %. The torque fluctuates between these two extreme values.

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Schlupf im Seegangsfolgebetrieb. Den beiden genannten Extremwerten des Schlupfes entspricht ein Drehmoment-Unterschied &Dgr;&Mgr;&agr; von nur ca. 8 %, was bedeutet, daß auch die Änderung der Zugkraft im Kranseil zwischen Einholen und Abziehen nicht größer als 8 % ist.Slip in heave-following operation. The two extreme values of slip mentioned correspond to a torque difference Δμα of only about 8 %, which means that the change in the tensile force in the crane rope between hauling in and pulling out is also not greater than 8 % .

Der Seiltrommel 1 ist noch ein Drehzahlwächter 8 zugeordnet, der beim Überschreiten der maximal benötigten Einhol drehzahl von z.B. 120 min eine Seilbremse 9 auslöst. Die so gebildete Drehzahlbegrenzungseinfichtung 8, 9 verhindert ein Durchdrehen der Seiltrommel 1, wenn das Kranseil beim Befestigen am Objekt aus Versehen losgelassen wird.The cable drum 1 is also assigned a speed monitor 8, which triggers a cable brake 9 when the maximum required retrieval speed of e.g. 120 rpm is exceeded. The speed limiting device 8, 9 thus formed prevents the cable drum 1 from spinning if the crane cable is accidentally released when it is being attached to the object.

Die Überhol kupplung 3 ermöglicht es, die Seiltrommel 1 in Einholrichtung auch dann noch rasch zu drehen, wenn der Haupthubmotor 2 bereits zugeschaltet ist. Dies gewährleistet, daß das Kranseil bis zum endgültigen Herausheben des Objektes aus dem Wasser straff gehalten wird.The overrunning clutch 3 enables the cable drum 1 to be rotated quickly in the hauling direction even if the main hoist motor 2 is already switched on. This ensures that the crane cable is kept taut until the object is finally lifted out of the water.

Claims (1)

SchutzansprücheProtection claims Kranwinde für einen Kran zum Heben oder Bergen von Objekten aus bewegter See,
mit einer Seiltrommel (1) für das Kranseil, mit einem Haupthubmotor (2), der mit der Seiltrommel (1) über eine Überhol kupplung (3) antriebsmäßig verbunden ist, undCrane winch for a crane for lifting or recovering objects from rough seas,
with a cable drum (1) for the crane cable, with a main hoist motor (2) which is connected to the cable drum (1) via an overrunning clutch (3), and mit einem Seegangsfolgemotor (5), der m?t der Seiltrommel (1)antriebsmäßig verbunden ist, dadurch gekennzeichnet,with a sea following motor (5) which is connected to the cable drum (1) in terms of drive, characterized in that daß zwischen den Seegangsfolgemotor (5) und die Seiltrommel (1) eine hydrodynamische Kupplung (6) eingefügt ist.that a hydrodynamic coupling (6) is inserted between the sea following motor (5) and the cable drum (1). Kranwinde nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,Crane winch according to claim 1,
characterized, daß die hydromechanische Kupplung (6) für einen auf die Drehzahl des Seegangsfolgemotors (5) bezogenen Schlupf beim Einholen des Kranseiles mit maximaler Geschwindigkeit von mindastens 50 %, vorzugsweise mindestens 65 % und ganz bevorzugt mindestens 80 %, aber höchstens etwa 90 % bemessen 1st.that the hydromechanical coupling (6) is designed for a slip related to the speed of the seagoing motor (5) when hauling in the crane rope at maximum speed of at least 50 %, preferably at least 65% and very preferably at least 80%, but at most about 90 % . Kranwinde nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,Crane winch according to claim 1 or 2,
characterized, daß mit der Seiltrommel (1} eine Drehzahlbegrenzungseinrichtung (8, 9) gekoppelt ist.that a speed limiting device (8, 9) is coupled to the cable drum (1).