EP2977344A1 - Load lifting device - Google Patents

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Publication number
EP2977344A1
EP2977344A1 EP14178018.9A EP14178018A EP2977344A1 EP 2977344 A1 EP2977344 A1 EP 2977344A1 EP 14178018 A EP14178018 A EP 14178018A EP 2977344 A1 EP2977344 A1 EP 2977344A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
load
drive
self
motor
drive motor
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.)
Withdrawn
Application number
EP14178018.9A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Bernhard Stehlin
Stefan Gerstadt
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.)
Moog GmbH
Original Assignee
Moog GmbH
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 Moog GmbH filed Critical Moog GmbH
Priority to EP14178018.9A priority Critical patent/EP2977344A1/en
Publication of EP2977344A1 publication Critical patent/EP2977344A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • B66D1/02—Driving gear
    • B66D1/14—Power transmissions between power sources and drums or barrels
    • 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
    • B66D1/54—Safety gear

Definitions

  • the invention relates to drive devices for motor-driven lifting devices, to lifting devices with such drive devices and to a method for operating such a drive device.
  • Lifting devices for loads are used in a wide variety for various purposes and loads to be raised and lowered against gravity.
  • Lifting drives for loads usually comprise a locking mechanism which prevents already lifted loads from experiencing an uncontrolled lowering movement, for example after a failure of the drive mechanism of the lifting device.
  • backstops which are arranged on a drive shaft between the load and the engine to allow movement in one direction and to lock in the other direction.
  • the disadvantage of this device regardless of the specific design is that the energy released when lowering the load is converted into heat in the backstop.
  • the power released during lowering determined the size of the backstop, so as not to overheat and thus destroy.
  • the reliability of such backstops decreases with the load, so that they are only suitable for low loads in order to ensure safe lowering.
  • the brake When releasing the load, the brake destroys all the potential energy that is bound in the load.
  • the speed of movement is limited because the power, which is converted in the form of heat in the brake increases proportionally with increasing speed and heats the brake.
  • the movement of the load against gravity when the brake is closed is achieved in known systems in that the brake is mounted in a freewheel, which can pass the movement upwards, but blocked in the other direction.
  • a drive device for motor-driven lifting devices for loads comprising a drive shaft for lifting and / or lowering the loads against gravity, a first drive motor, which is connected via a self-locking gear to the drive shaft to the drive, and a second drive motor which is additionally and independently of the self-locking gear connected to the drive shaft, wherein at least the second drive motor is electronically controlled in its movement and is provided for reducing a load of the self-locking gear due to the drive shaft with the raised or lowered load, wherein the drive means further a load control, which is designed to measure the load on the self-locking gear directly or indirectly and to control the second drive motor via a controller so that the second drive motor exerts a load reducing torque on the drive shaft so that the measured load of the self-locking gear is kept below a predetermined target value.
  • the self-holding behavior is achieved because in case of failure or malfunction of the first drive motor, the self-locking gear holds the load.
  • the term "self-locking” refers to a transmission that exerts friction-induced resistance to motorless rotation of the drive shaft due to the load acting on the drive shaft.
  • the gearbox is therefore self-locking, if it can only be rotated by a motor to lift a load but not to lower the load via the drive shaft.
  • the self-locking gearbox without motor drive must absorb the energy of the load.
  • the self-locking gear must have a low efficiency, so that they can pass only in the drive direction movement, but are self-locking when driving from the load side. So that the self-locking gear is not overloaded and thus can perform its function even for large loads without the risk of overheating, holds the second drive motor, the load of the self-locking gear during operation of the drive device below a predetermined setpoint, by the mechanical load capacity according to design and Type of self-locking gear is determined by the force exerted on the drive shaft from the second drive motor torque relieves the first drive motor and thus the transmission.
  • this desired value can be suitably selected by the person skilled in the art in order to ensure a desired maintenance-free service life of the drive device.
  • the self-locking gear can also have the self-sustaining behavior.
  • the same is the case in case of failure of the load control, in particular of the controller for the second drive motor or in case of failure of at least one of the two drive motors.
  • the drive device is particularly cost-effective, since the first drive motor can be designed very low power. This is possible because the first drive motor only has to move the unloaded self-locking gear.
  • the actual load to be moved is held by the second drive motor. If the first drive motor is rotated to raise or lower the load in the appropriate direction, the self-locking gear is always relieved by the second drive motor by the second drive motor is rotated accordingly. In this case, the load is raised or lowered in accordance with the direction of rotation predetermined by the first drive motor.
  • the first drive motor and the second drive motor are in a "master-slave relationship"; the second drive motor always follows the movement given by the first drive motor and raises or lowers the load.
  • Another advantage of the drive device according to the invention is that when lowering the load by a regenerative operation of the second drive motor energy recovery is possible.
  • the self-locking gear is for example a worm gear or a movement spindle.
  • Another example of a self-locking gearbox is a Maltese cross gear (or Maltese cross gear).
  • the first and second drive motors may be conventional electronically controllable motors for rotating shafts. These controlled motors can be asynchronous motors in which the control of the rotation takes place via the frequency of the rotating field. Brushless synchronous motors with electronic commutation, brush motors with mechanical commutation or hydraulic motors with continuous valves can be used.
  • the drive technology of the first and second motors does not have to be identical, but this can be selected appropriately according to the different required performance class.
  • the load control comprises for measuring the load of the self-locking gear for suitable sensors from which the load on the self-locking gear can be derived.
  • sensors for example, torque sensors or force sensors which are suitable for direct or indirect measurement of the load of the transmission and which are connected to the controller via one or more electrical signal lines are suitable for this purpose.
  • the controller may be, for example, an analog or digital electronic controller, which compares the measured load signal from the load sensor with a predetermined setpoint and forms a difference. This difference is frequency-dependent amplified and passed on to the second motor in the appropriate form of energy to cause the load-reducing movement for the self-locking gear.
  • the gain of the signal is chosen so that a fast response of the second motor is achieved with a desired attenuation.
  • the second drive motor is directly connected to the drive shaft.
  • the second drive motor can apply its torque without losses to the drive shaft, which facilitates the control of the load of the transmission, so that the load can be kept more precisely below the target value.
  • the first and second drive motors are designed to rotate on both sides.
  • the loads can be raised or lowered by the drive shaft, wherein the above advantages of the drive device can be achieved independently of the load direction.
  • the self-locking gear is designed as a worm gear or Maltese cross gear.
  • the worm gear is a helical gear where a helical so-called worm with one or more screw threads in a rotary motion in gear, the worm wheel, engages and this rotates.
  • the axes of worm and worm wheel are usually offset by 90 °.
  • the self-locking occurs through the sliding friction between the worm and the worm wheel, but only with high gear ratios, low gear speeds and a pitch angle of the worm gamma ⁇ 5 °.
  • the self-locking makes it possible to avoid the otherwise required brakes.
  • the requirement of low efficiency can be achieved especially by worm gears by adjusting the pitch angle of the screw threads.
  • worm gears with a dynamic self-locking or self-braking are particularly advantageous.
  • the drive stops immediately or after a short time, even if a torque acts on the load side.
  • the pitch angle must be smaller than the angle of the friction cone during sliding friction. As a rule, this is achieved with worm gears with an efficiency of less than 0.55.
  • Dynamic self-locking occurs when the efficiency is less than 0.45.
  • Maltese cross gears also allow only movements from the drive side and block movements from the load side safely. The non-continuous movement between the drive shaft and the output shaft can be compensated by a lot on the output side of the Maltese cross gear.
  • the electronic control for the second motor must then be specified by the drive shaft of the Maltese cross gear which can perform a continuous rotational movement.
  • the self-locking gear is fixed to a motor side on the first drive motor and a drive shaft side to a fixed base of the drive device.
  • This embodiment is structurally particularly simple.
  • the self-locking transmission is attached via at least one load sensor as part of the load control on the fixed base wherein the load sensor is provided for measuring the load and for transmitting a load signal to the controller for controlling the second drive motor based on the load signal.
  • This embodiment represents a simple load control requiring only a few components
  • multiple load sensors of the same type or different types may be used to measure the load on the self-locking gear. Suitable load sensors are, for example, torque sensors or force sensors.
  • torque sensors are used as load sensors which are installed between the pad of the self-locking gear and the self-locking gear and thus measure the load of the gearbox directly from the reaction torque of the transmission to the pad on a non-moving part of the lifting device.
  • the measurement of the load on the rotating components of the transmission is also possible with torque sensors, but then the measurement signals are transmitted to the control device via suitable elements.
  • Torque sensors are generally mechanical transmission elements, the strain on an elastic member of the element being e.g. is detected electrically by means of strain gauges, if this is related to the torque load.
  • the load of the gearbox is derived from the rotation of two components of the drive mechanism.
  • the drive device may in this example comprise a first rotary encoder for detecting a first motor position of the first drive motor and a second rotary encoder for detecting a second motor position of the second drive motor, wherein the controller for controlling the second drive motor based on the transmitted from the encoders to the controller first and second motor positions.
  • the rotary encoders can be arranged between the drive motors or directly on the respective drive motors.
  • This embodiment uses rotary encoders because determining the motor position is easier interpretive reading provides as the torque sensor.
  • the position of the two drive motors is detected and compared in the controller or in a control member before each other. If the load is supported on the base and thus no torque is transmitted to the self-locking gear from the load side, the first drive motor can still move within narrow limits due to the elasticity and the gear play, without raising or lowering the load. If the first drive motor is set to the middle position of this no-load rotation, the relative motor position of the first rotary encoder is found, which is important for the following control. The same is also done for the second motor position of the second drive motor. The controller evaluates the motor positions and controls the second drive motor based on the transmitted motor positions. The motor positions are transmitted to the controller as respective control signals.
  • the detected motor positions of the two rotary encoders are transmitted as a difference signal to the controller.
  • the controller can control the second drive motor based on the one input signal and does not need to perform an evaluation of the control signals of the two encoders themselves. This makes the controller easier to run.
  • a different ratio of the first and second drive motors is electronically transmitted to the controller by means of a transmission member connected to the first rotary encoder and the controller. This allows the use of encoders even when using drive motors with different ratios, as here a motor rotation does not necessarily correspond to a gear rotation.
  • the self-locking gear on the drive shaft side is connected to a first clutch disc, which can engage controlled in a further second clutch disc which is fixedly connected to the pad.
  • the engagement of the two clutch plates acts as a brake for the drive system and thus provides a redundant protection against the unwanted lowering of the load in the event of a Error of the drive and the self-locking gear.
  • risk-free and self-locking gear can be used, the efficiency is above 0.45.
  • a backstop is arranged between the base and the second clutch disc.
  • the invention further relates to a lifting device with a drive device according to the invention for lifting and / or lowering the loads against gravity.
  • the Figures 1 - 3 each show drive means according to the invention, which comprises a drive shaft 3 for raising and / or lowering AA of the loads 2 against the forces acting on the load 2 gravity G, which is driven by a first drive motor 4 via a self-locking gear 5.
  • These embodiments may be a component of a lifting device 10.
  • a second drive motor 6 is additionally and independently of the self-locking gear 5 connected to the drive shaft 3, wherein the second drive motor 6 is electronically controlled in its movement so that the load of the self-locking gear 5 due to the raised or lowered with the drive shaft 3 load. 2 can be reduced.
  • the drive device 1 comprises a load control 7 which on the one hand measures the load on the self-locking gear 5 and drives the second drive motor 6 via a controller 71 so that the second drive motor 6 exerts a load D reducing the load B on the drive shaft 3.
  • the measured load of the self-locking gear 5 is held by the load control 7 below a predetermined setpoint.
  • the second drive motor 6 is directly connected to the drive shaft 3 and the first and second drive motors 4, 6 are designed to rotate on both sides for lifting or lowering the load 2.
  • the second drive motor can also be connected indirectly via a gear to the drive shaft.
  • the self-locking gear 5 can be embodied as worm gear or Maltese cross gear in one or more embodiments. Both Figures 1 - 3 However, the respective load controls 7 are designed differently for the drive devices 1 according to the invention.
  • Fig.1 shows a drive device 1 according to the invention, in which the self-locking gear 5 is fixed on a motor side 5a on the first drive motor 4 and on a drive shaft side 5b via at least one load sensor 72 as part of the load control 7 on the fixed base 8.
  • the second drive motor 6 is also attached to the fixed base 8 here,.
  • the second drive motor 6 may also be attached to the drive device 1 or the lifting device 10 in a different manner.
  • the load sensor 72 is provided for measuring the load B and for transmitting a load signal BS to the controller 71 of the load control 7, which in turn drives the second drive motor 6 on the basis of the load signal BS so that it exerts a suitable torque on the drive shaft 3 so that the measured load of the transmission 5 is reduced.
  • the second drive motor 6 can assist lifting with a rectified torque, while when discharging AA of the load 2, the torque of the second drive motor 6 is directed to slow down the discharge AA. In both cases, the load of the transmission 5 is reduced.
  • the first drive motor 4 can be controlled by a superordinate electronic control or by a manually adjustable electrical control device or in some other way for raising or lowering loads 2 (indicated by the arrow).
  • Fig.2 shows a schematic representation of a second embodiment of the drive device 1 according to the invention, in which the self-locking gear 5 is attached to a motor side 5a on the first drive motor 4 and on a drive shaft side 5b directly on the fixed base 8.
  • the second drive motor 6 could also be attached to the drive device 1 or the lifting device 10 in other ways.
  • the load control in this embodiment comprises the drive device 1, a first rotary encoder 73, which is arranged directly on the first drive motor 4 for detecting the motor position M1 of the first drive motor 4 (first motor position M1).
  • the second rotary encoder 74 is disposed directly on the second drive motor 6 for detecting the motor position M2 of the second drive motor 6 (second motor position M2).
  • the motor positions M1, M2 are transmitted electronically to the load controller 7 by the rotary encoders 73, 74 (dashed lines), where the load controller 7 forms the differential position from the first and second motor positions and passes this difference as a differential signal DS to the controller 71 of the load controller 7
  • the rotary encoders 73, 74 can also transmit the determined first and second motor positions M1, M2 to the controller 71, from which this then a corresponding control signal for controlling S of the second drive motor 6 generated.
  • the controller evaluates the motor positions M1, M2 or the differential signal DS and controls S on this basis, the second drive motor 6.
  • the first drive motor 4 is operated with a translation by means of a with the first encoder 73 and the Regulator 71 connected transfer member 75 is electronically transmitted to the controller 71 or to the difference-forming component of the load control.
  • a rotation of the first drive motor 4 does not correspond to a rotation of the drive shaft 3 and the transmission 5, but a dependent of the translation factor of this one motor revolution.
  • a possible existing translation must be taken into account for a comparison of the motor positions.
  • a transfer element 75 is also arranged in the signal line between the controller 71 and the second rotary encoder 74 of the second drive motor 6.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a third embodiment of the drive device 1 according to the invention, with the different load controls 7 according to Fig.1 or 2 can be combined.
  • the load controller 7 and its respective components are not shown in detail here.
  • the self-locking gear 5 is connected to the drive shaft side 5b with a first clutch plate 91, which can engage controlled in a further second clutch disc 92, wherein the second clutch disc 92 is connected via a backstop 93 fixed to the pad 8.
  • the engagement of the two clutch plates 91, 92 acts as a brake for the drive device 1 and thus provides a redundant protection against unwanted lowering of the load 2 in the event of a fault in the drive device 1 or lifting device 10.
  • backstop 93 prevents movement of the drive shaft 3 and thus the load in the unwanted direction and thus allows, for example, an alternative manual operation of the drive device 1 or lifting device 10.
  • Backstops are known in the art, so that this is a suitable backstop for this application can choose.
  • On the backstop 93 may be omitted in other embodiments, so that then the second clutch plate 92 would be directly connected to the pad 8.
  • Figure 4 shows a schematic representation of the inventive method for operating a drive device 1 as part of a motor-driven lifting device 10 for raising and / or lowering AA loads 2 against gravity G with a first drive motor 4, via a self-locking gear 5 with the drive shaft 3 whose drive is connected.
  • the resulting from the raising or lowering AA load of the self-locking gear 5 is measured by means of a load control 7 M (for details, see Fig.1 - 3 ). If the measured load B is under a predetermined setpoint SW, for example, in the load control 7 deposited, is the raising or lowering AA continued by means of the first drive motor 4 as usual.
  • the load B is reduced by the load control 7 by an electronic control of a second drive motor 6, which is additionally and independently connected to the drive shaft 3 independently of the self-locking gear 5.
  • the load control 7 controls the second drive motor 6 via a controller 71 on the basis of the measured load B to S, that the second drive motor 6 exerts a load D reducing torque D on the drive shaft 3.
  • the raising or lowering AA is carried out further and the load B modified by activation of the second drive motor 6 is again measured M and compared with the setpoint SW.
  • the controller 71 controls the second drive motor 6 with a correspondingly adapted control signal S, so that it exerts a correspondingly modified torque on the drive shaft 3 that the load B of the self-locking gear 5 is now below the setpoint SW is located.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gear Transmission (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtungen (1) für motorisch angetriebene Hebevorrichtungen (10) und ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Antriebseinrichtung (1) umfassend eine Antriebswelle (3) zum Anheben und/oder Absenken der Lasten (2) gegen eine Schwerkraft (G), einen ersten Antriebsmotor (4), der über ein selbsthemmendes Getriebe (5) mit der Antriebswelle (3) zu deren Antrieb verbunden ist, und einen zweiten Antriebsmotor (6), welcher zusätzlich und unabhängig vom selbsthemmenden Getriebe (5) mit der Antriebswelle (3) verbunden ist, wobei zumindest der zweite Antriebsmotor (6) in seiner Bewegung elektronisch geregelt wird und zur Reduzierung einer Belastung (B) des selbsthemmenden Getriebes (5) aufgrund der mit der Antriebswelle (3) angehobenen oder abgesenkten Last (2) vorgesehen ist, wobei die Antriebseinrichtung (1) des Weiteren eine Belastungssteuerung (7) umfasst, die dazu ausgestaltet ist, die Belastung (B) am selbsthemmenden Getriebe (5) zu messen und den zweiten Antriebsmotor (6) über einen Regler (71) so anzusteuern (S), dass der zweite Antriebsmotor (6) ein die Belastung (B) reduzierendes Drehmoment (D) so auf die Antriebswelle (3) ausübt, dass die gemessene Belastung (B) des selbsthemmenden Getriebes (5) unter einem vorgebbaren Sollwert (SW) gehalten wird. Damit wird eine Antriebseinheit zur Verfügung gestellt, welche auch bei Funktionsstörung der Antriebes die Last vor dem unkontrollierten Absinken schützt und zwar unabhängig von der Lastrichtung und dennoch die Reibungsverluste beim Abheben der Last minimiert und das Risiko der Überhitzung der Antriebseinheit beim Absenken der Last reduziert.The invention relates to a drive device (1) for motor-driven lifting devices (10) and a method for operating such a drive device (1) comprising a drive shaft (3) for lifting and / or lowering the loads (2) against a gravitational force (G). a first drive motor (4) which is connected via a self-locking gear (5) to the drive shaft (3) to the drive, and a second drive motor (6) which in addition and independently of the self-locking gear (5) with the drive shaft (3 ), wherein at least the second drive motor (6) is electronically controlled in its movement and for reducing a load (B) of the self-locking gear (5) due to the drive shaft (3) raised or lowered load (2) is provided, wherein the drive device (1) further comprises a load control (7) which is adapted to measure the load (B) on the self-locking gear (5) and the z wide drive motor (6) via a controller (71) to control (S) that the second drive motor (6) a load (B) reducing torque (D) on the drive shaft (3) exerts that the measured load (B ) of the self-locking gear (5) is kept below a predetermined target value (SW). Thus, a drive unit is provided, which protects the load from uncontrolled drop even in case of malfunction of the drive and regardless of the load direction and still minimizes the friction losses when lifting the load and reduces the risk of overheating of the drive unit when lowering the load.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf Antriebseinrichtungen für motorisch angetriebene Hebevorrichtungen, auf Hebevorrichtungen mit solchen Antriebseinrichtungen und auf ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Antriebseinrichtung.The invention relates to drive devices for motor-driven lifting devices, to lifting devices with such drive devices and to a method for operating such a drive device.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Hebevorrichtungen für Lasten werden in einer großen Vielfalt für diverse Zwecke und Lasten verwendet, die gegen die Schwerkraft angehoben und abgesenkt werden sollen. Hebeantriebe für Lasten umfassen in der Regel einen Sperrmechanismus, welcher verhindert, dass bereits angehobenen Lasten eine unkontrollierte Senkbewegung, beispielsweise nach einem Ausfall der Antriebsmotorik der Hebevorrichtung, erfahren. Um das zu verhindern sind beispielsweise nach unterschiedlichen Prinzipien aufgebaute Rücklaufsperren bekannt, welche auf einer Antriebswelle zwischen der Last und der Antriebsmaschine angeordnet werden, um eine Bewegung in eine Richtung zuzulassen und in die andere Richtung zu sperren. Der Nachteil dieser Einrichtung unabhängig von der speziellen Bauart ist, dass die beim Absenken der Last freigesetzte Energie in der Rücklaufsperre als Wärme umgesetzt wird. Damit bestimmt die beim Absenken freigesetzte Leistung die Baugröße der Rücklaufsperre, um diese nicht zu überhitzen und damit zu zerstören. Im Übrigen sinkt die Zuverlässigkeit solcher Rücklaufsperren mit der Belastung, wodurch diese nur eingeschränkt für geringe Belastungen geeignet sind, um ein sicheres Absenken zu gewährleisten.Lifting devices for loads are used in a wide variety for various purposes and loads to be raised and lowered against gravity. Lifting drives for loads usually comprise a locking mechanism which prevents already lifted loads from experiencing an uncontrolled lowering movement, for example after a failure of the drive mechanism of the lifting device. To prevent this, for example, constructed on different principles backstops are known, which are arranged on a drive shaft between the load and the engine to allow movement in one direction and to lock in the other direction. The disadvantage of this device, regardless of the specific design is that the energy released when lowering the load is converted into heat in the backstop. Thus, the power released during lowering determined the size of the backstop, so as not to overheat and thus destroy. Incidentally, the reliability of such backstops decreases with the load, so that they are only suitable for low loads in order to ensure safe lowering.

Als weitere Sperrmechanismen werden auch sogenannte Bremsmotoren als Antriebsmotoren für Hebevorrichtungen verwendet, bei denen eine Bremse zwangsläufig einfällt, wenn der Antriebsmotor seinen Antriebsstrom verliert. Der Nachteil dieser Ausgestaltung ist, dass diese Bremseinrichtungen nicht geeignet sind, um die Last geregelt in eine bestimmt Position zu verfahren. Dabei fällt die Bremse bei reduziertem Strom ein und der Motor kann dadurch nicht mehr geregelt in eine bestimmte Position bewegt werden. Des Weiteren sind auch selbstschließende Bremsen bekannt, die ein Bremsmoment mit Hilfe der Last aufbauen. Die Bewegung der Last nach unten in Richtung der Schwerkraft wird ermöglicht, in dem der Motor die Bremse immer gerade so weit lüftet, dass die Last der Bewegung des Motors nach unten folgen kann. Sobald der Motor stehen bleibt, wird die Bremse geschlossen. Die Last selbst kann auf den Motor keine Antriebswirkung ausüben. Die Bremse vernichtet beim Ablassen der Last die gesamte potentielle Energie, welche in der Last gebunden ist. Die Bewegungsgeschwindigkeit ist dabei eingeschränkt, weil die Leistung, die in Form von Wärme in der Bremse umgesetzt wird, proportional mit zunehmender Drehzahl steigt und die Bremse aufheizt. Die Bewegung der Last gegen die Schwerkraft bei geschlossener Bremse wird bei bekannten Anlagen dadurch erreicht, dass die Bremse in einem Freilauf gelagert ist, welcher die Bewegung nach oben durchleiten kann, jedoch in der anderen Richtung blockiert.As a further locking mechanisms and so-called brake motors are used as drive motors for lifting devices, in which a brake inevitably occurs when the drive motor loses its drive current. The disadvantage of this embodiment is that these braking devices are not suitable to move the load regulated in a certain position. It falls the Brake with reduced power and the engine can not be moved controlled in a certain position. Furthermore, self-closing brakes are known, which build a braking torque with the help of the load. The movement of the load downwards in the direction of gravity is made possible by the motor always lifting the brake just enough so that the load can follow the movement of the motor downwards. As soon as the engine stops, the brake is closed. The load itself can not exert any drive effect on the engine. When releasing the load, the brake destroys all the potential energy that is bound in the load. The speed of movement is limited because the power, which is converted in the form of heat in the brake increases proportionally with increasing speed and heats the brake. The movement of the load against gravity when the brake is closed is achieved in known systems in that the brake is mounted in a freewheel, which can pass the movement upwards, but blocked in the other direction.

Für selbstsichernde Hebevorrichtungen sind auch Ausgestaltungen mit Bremsen bekannt, welche mit zwei geregelten Motoren arbeiten. Bei Bewegung nach unten in Richtung der Schwerkraft ist ein Motor so mit der Bremse regelungstechnisch verbunden, dass er wie in der vorstehenden Lösung beschrieben, die Bremse öffnet um das Absenken der Last zu ermöglichen. Der zweite Motor wird so geregelt, dass er die Last anhebt um die Bremse zu entlasten und einen Teil der Energie als elektrische Energie in das Versorgungsnetz oder eine Batterie zurückspeist oder in einem elektrischen Widerstand vernichtet.For self-locking lifting devices and designs with brakes are known to work with two controlled motors. When moving downward in the direction of gravity, a motor is so connected to the brake that it opens, as described in the above solution, the brake to allow the lowering of the load. The second motor is controlled to lift the load to relieve the brake and return some of the energy as electrical energy to the utility grid or battery, or destroy it in electrical resistance.

Die Lösungen mit selbstschließenden Bremsen haben den Nachteil, dass die Last, die die Bremse schließt, immer in eine Richtung gehen muss. Wenn die Last beispielsweise einseitig gelagert ist und der Schwerpunkt über den Drehpunkt wandert, dreht sich die Lastrichtung um. In diesem Falle ist die Wirkung der unter Last schließenden Bremse nicht mehr gegeben. Die Last würde sich bei Ausfall des Antriebes ungebremst nach unten bewegen.The solutions with self-closing brakes have the disadvantage that the load that closes the brake must always go in one direction. For example, if the load is cantilevered and the center of gravity passes over the fulcrum, the load direction reverses. In this case, the effect of closing under load brake is no longer given. The load would move unrestrained down in case of failure of the drive.

Eine weitere Lösung einer unkontrollierten Bewegung der Last nach unten ist die Verwendung von Fliehkraftbremsen. Der Nachteil dieser Lösung ist, dass eine Bremswirkung erst dann eintritt, wenn die Last bereits schneller absinkt als über die Antriebsmaschine vorgesehen ist. Dabei können bereits Gefahren auftreten, weil der Weg, den die Last innerhalb dieser unkontrollierten Bewegung ausführt, nicht bestimmt werden kann.Another solution to an uncontrolled downward movement of the load is the Use of centrifugal brakes. The disadvantage of this solution is that a braking effect only occurs when the load already drops faster than is provided via the drive machine. Dangers can already arise because the path that the load carries out within this uncontrolled movement can not be determined.

Es wäre daher wünschenswert, eine Antriebseinrichtung für Hebevorrichtungen zur Verfügung zu haben, die die Nachteile des Stands der Technik vermeidet. Insbesondere wäre es wünschenswert, eine Hebevorrichtung für ein sicheres Absenken von Lasten zur Verfügung zu haben, die auch große Lasten bei Ausübung einer Bremswirkung geregelt und mit kontinuierlich kontrollierter Absenkgeschwindigkeit in eine bestimmt Position verfahren können, ohne sich dabei dem Risiko einer Überhitzung auszusetzen.It would therefore be desirable to have a drive device for lifting devices that avoids the disadvantages of the prior art. In particular, it would be desirable to have a lifting device for safe lowering of loads available, which can also control large loads when a braking effect is exerted and can move at a continuously controlled lowering speed to a determined position without exposing itself to the risk of overheating.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Hebevorrichtung für ein sicheres Absenken von Lasten zur Verfügung zu stellen, die auch große Lasten unabhängig von der Lastrichtung bei Ausübung einer Bremswirkung geregelt und mit kontinuierlich kontrollierter Absenkgeschwindigkeit in eine bestimmt Position verfahren kann, ohne sich dabei dem Risiko einer Überhitzung auszusetzen.It is an object of the present invention to provide a lifting device for safe lowering of loads, which can also control large loads regardless of the load direction when exercising a braking action and move with continuously controlled lowering speed in a certain position, without affecting the Risk of overheating.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Antriebseinrichtung für motorisch angetriebene Hebevorrichtungen für Lasten umfassend eine Antriebswelle zum Anheben und/oder Absenken der Lasten gegen eine Schwerkraft, einen ersten Antriebsmotor, der über ein selbsthemmendes Getriebe mit der Antriebswelle zu deren Antrieb verbunden ist, und einen zweiten Antriebsmotor, welcher zusätzlich und unabhängig vom selbsthemmenden Getriebe mit der Antriebswelle verbunden ist, wobei zumindest der zweite Antriebsmotor in seiner Bewegung elektronisch geregelt wird und zur Reduzierung einer Belastung des selbsthemmenden Getriebes aufgrund der mit der Antriebswelle angehobenen oder abgesenkten Last vorgesehen ist, wobei die Antriebseinrichtung des Weiteren eine Belastungssteuerung umfasst, die dazu ausgestaltet ist, die Belastung am selbsthemmenden Getriebe mittelbar oder unmittelbar zu messen und den zweiten Antriebsmotor über einen Regler so anzusteuern, dass der zweite Antriebsmotor ein die Belastung reduzierendes Drehmoment so auf die Antriebswelle ausübt, dass die gemessene Belastung des selbsthemmenden Getriebes unter einem vorgebbaren Sollwert gehalten wird.This object is achieved by a drive device for motor-driven lifting devices for loads comprising a drive shaft for lifting and / or lowering the loads against gravity, a first drive motor, which is connected via a self-locking gear to the drive shaft to the drive, and a second drive motor which is additionally and independently of the self-locking gear connected to the drive shaft, wherein at least the second drive motor is electronically controlled in its movement and is provided for reducing a load of the self-locking gear due to the drive shaft with the raised or lowered load, wherein the drive means further a load control, which is designed to measure the load on the self-locking gear directly or indirectly and to control the second drive motor via a controller so that the second drive motor exerts a load reducing torque on the drive shaft so that the measured load of the self-locking gear is kept below a predetermined target value.

Hiermit wird eine Hebevorrichtung für ein sicheres Absenken von Lasten zur Verfügung gestellt, die auch große Lasten unabhängig von der Lastrichtung bei Ausübung einer Bremswirkung geregelt und mit kontinuierlich kontrollierter Absenkgeschwindigkeit in eine bestimmt Position verfahren kann, ohne sich dabei dem Risiko einer Überhitzung auszusetzen. Das selbsthaltende Verhalten wird erreicht, weil bei Ausfall oder Fehlverhalten des ersten Antriebsmotors das selbsthemmende Getriebe die Last hält. Der Begriff "selbsthemmend" bezeichnet ein Getriebe, das einen durch Reibung verursachten Widerstand gegen ein motorloses Drehen der Antriebswelle aufgrund der an der Antriebswelle angreifenden Last ausübt. Das Getriebe ist somit selbsthemmend, wenn es sich nur zum Anheben einer Last, nicht aber zum Absenken der Last über die Antriebswelle motorlos drehen lässt. Dabei muss das selbsthemmende Getriebe ohne Motorantrieb die Energie der Last aufnehmen. Dazu müssen die selbsthemmenden Getriebe einen niedrigen Wirkungsgrad haben, so dass sie nur in Antriebsrichtung eine Bewegung durchleiten können, jedoch beim Antrieb von der Lastseite her selbsthemmend sind. Damit das selbsthemmende Getriebe nicht überlastet wird und damit seine Funktion auch für große Lasten ohne das Risiko einer Überhitzung ausüben kann, hält der zweite Antriebmotor die Belastung des selbsthemmenden Getriebes während des Betriebs der Antriebseinrichtung unter einem vorgegebenen Sollwert, der durch die mechanische Belastbarkeit nach Auslegung und Art des selbsthemmenden Getriebes bestimmt wird, indem das auf die Antriebswelle vom zweiten Antriebsmotor ausgeübt Drehmoment den ersten Antriebsmotor und damit auch das Getriebe entlastet. Dieser Sollwert kann dabei je nach Ausführungsart des selbsthemmenden Getriebes vom Fachmann geeignet gewählt werden, um eine gewünschte wartungsfreie Betriebsdauer der Antriebseinrichtung zu gewährleisten. Damit ist sichergestellt, dass auch bei gleichzeitigem Ausfall von erstem und zweitem Antriebsmotor das selbsthemmende Getriebe das selbsthaltende Verhalten auch aufweisen kann. Das Gleiche ist der Fall bei einem Ausfall der Belastungssteuerung, insbesondere des Reglers für den zweiten Antriebsmotor oder bei Ausfall wenigstens einer der beiden Antriebsmotoren.This is a lifting device for a safe lowering of loads available that can also large loads regardless of the load direction when exercising a braking action and can move with continuously controlled lowering speed in a certain position, without exposing themselves to the risk of overheating. The self-holding behavior is achieved because in case of failure or malfunction of the first drive motor, the self-locking gear holds the load. The term "self-locking" refers to a transmission that exerts friction-induced resistance to motorless rotation of the drive shaft due to the load acting on the drive shaft. The gearbox is therefore self-locking, if it can only be rotated by a motor to lift a load but not to lower the load via the drive shaft. The self-locking gearbox without motor drive must absorb the energy of the load. For this purpose, the self-locking gear must have a low efficiency, so that they can pass only in the drive direction movement, but are self-locking when driving from the load side. So that the self-locking gear is not overloaded and thus can perform its function even for large loads without the risk of overheating, holds the second drive motor, the load of the self-locking gear during operation of the drive device below a predetermined setpoint, by the mechanical load capacity according to design and Type of self-locking gear is determined by the force exerted on the drive shaft from the second drive motor torque relieves the first drive motor and thus the transmission. Depending on the embodiment of the self-locking transmission, this desired value can be suitably selected by the person skilled in the art in order to ensure a desired maintenance-free service life of the drive device. This ensures that even with the simultaneous failure of the first and second drive motor, the self-locking gear can also have the self-sustaining behavior. The same is the case in case of failure of the load control, in particular of the controller for the second drive motor or in case of failure of at least one of the two drive motors.

Die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung ist besonders kostengünstig, da der erste Antriebsmotor sehr leistungsschwach ausgestaltet werden kann. Dies ist möglich, da der erste Antriebsmotor lediglich das unbelastete selbsthemmende Getriebe bewegen muss. Die eigentlich zu bewegende Last wird durch den zweiten Antriebsmotor gehalten. Wird der erste Antriebsmotor zum Anheben oder Absenken der Last in die entsprechende Richtung gedreht, wird das selbsthemmende Getriebe durch den zweiten Antriebsmotor stets entlastet, indem der zweite Antriebsmotor entsprechend gedreht wird. Hierbei wird die Last, entsprechend der durch den ersten Antriebsmotor vorgegebenen Drehrichtung, angehoben oder abgesenkt. Somit stehen der erste Antriebsmotor und der zweite Antriebsmotor in einer "Master-Slave-Beziehung"; der zweite Antriebsmotor folgt stets der durch den ersten Antriebsmotor vorgegebenen Bewegung und hebt oder senkt die Last.The drive device according to the invention is particularly cost-effective, since the first drive motor can be designed very low power. This is possible because the first drive motor only has to move the unloaded self-locking gear. The actual load to be moved is held by the second drive motor. If the first drive motor is rotated to raise or lower the load in the appropriate direction, the self-locking gear is always relieved by the second drive motor by the second drive motor is rotated accordingly. In this case, the load is raised or lowered in accordance with the direction of rotation predetermined by the first drive motor. Thus, the first drive motor and the second drive motor are in a "master-slave relationship"; the second drive motor always follows the movement given by the first drive motor and raises or lowers the load.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung ist, dass beim Absenken der Last durch einen generatorischen Betrieb des zweiten Antriebsmotors eine Energierückgewinnung möglich ist.Another advantage of the drive device according to the invention is that when lowering the load by a regenerative operation of the second drive motor energy recovery is possible.

Das selbsthemmende Getriebe ist beispielsweise ein Schneckengetriebe oder eine Bewegungsspindel. Ein anderes Beispiel für ein selbsthemmendes Getriebe ist ein Malteserkreuzgetriebe (oder Malteserkreuz-Gesperre).The self-locking gear is for example a worm gear or a movement spindle. Another example of a self-locking gearbox is a Maltese cross gear (or Maltese cross gear).

Die ersten und zweiten Antriebsmotoren können übliche elektronisch ansteuerbare Motoren zum Drehen von Wellen sein. Diese geregelten Motoren können Asynchronmotoren sein, bei denen die Regelung der Drehung über die Frequenz des Drehfeldes erfolgt. Bürstenlose Synchronmotoren mit elektronischer Kommutierung, Bürstenmotoren mit mechanischer Kommutierung oder auch mit Stetigventilen geregelte Hydraulikmotoren können zum Einsatz kommen. Die Antriebstechnologie des ersten und des zweiten Motors muss nicht identisch sein, sondern diese kann entsprechend der unterschiedlichen geforderten Leistungsklasse geeignet gewählt werden.The first and second drive motors may be conventional electronically controllable motors for rotating shafts. These controlled motors can be asynchronous motors in which the control of the rotation takes place via the frequency of the rotating field. Brushless synchronous motors with electronic commutation, brush motors with mechanical commutation or hydraulic motors with continuous valves can be used. The drive technology of the first and second motors does not have to be identical, but this can be selected appropriately according to the different required performance class.

Die Belastungssteuerung umfasst zur Messung der Belastung des selbsthemmenden Getriebes dafür geeignete Sensoren, aus denen die Belastung auf das selbsthemmende Getriebe abgeleitet werden kann. Dafür eignen sich beispielsweise Drehmomentsensoren oder Kraftsensoren, die zur mittelbaren oder unmittelbaren Messung der Belastung des Getriebes geeignet sind und die über ein oder mehrere elektrische Signalleitungen mit dem Regler verbunden sind. Der Regler kann dabei beispielsweise ein analoger oder digitaler elektronischer Regler sein, welcher das gemessene Belastungssignal aus dem Belastungssensor mit einem vorgegebenen Sollwert vergleicht und daraus eine Differenz bildet. Diese Differenz wird frequenzabhängig verstärkt und an den zweiten Motor in der dafür geeigneten Energieform weitergegeben um die belastungsreduzierende Bewegung für das selbsthemmende Getriebe zu bewirken. Die Verstärkung des Signales wird dabei so gewählt, dass eine schnelle Reaktion des zweiten Motors mit einer gewünschten Dämpfung erzielt wird.The load control comprises for measuring the load of the self-locking gear for suitable sensors from which the load on the self-locking gear can be derived. For example, torque sensors or force sensors which are suitable for direct or indirect measurement of the load of the transmission and which are connected to the controller via one or more electrical signal lines are suitable for this purpose. The controller may be, for example, an analog or digital electronic controller, which compares the measured load signal from the load sensor with a predetermined setpoint and forms a difference. This difference is frequency-dependent amplified and passed on to the second motor in the appropriate form of energy to cause the load-reducing movement for the self-locking gear. The gain of the signal is chosen so that a fast response of the second motor is achieved with a desired attenuation.

In einer Ausführungsform ist der zweite Antriebsmotor unmittelbar mit der Antriebswelle verbunden ist. Damit kann der zweite Antriebsmotor sein Drehmoment ohne Verluste auf die Antriebswelle ausüben, was die Steuerung der Belastung des Getriebes erleichtert, so dass die Belastung präziser unterhalb des Sollwertes gehalten werden kann.In one embodiment, the second drive motor is directly connected to the drive shaft. Thus, the second drive motor can apply its torque without losses to the drive shaft, which facilitates the control of the load of the transmission, so that the load can be kept more precisely below the target value.

In einer Ausführungsform sind die ersten und zweiten Antriebsmotoren beidseitig drehend ausgeführt. Damit können die Lasten durch die Antriebswelle angehoben oder abgesenkt werden, wobei die voranstehenden Vorteile der Antriebseinrichtung unabhängig von der Lastrichtung erreichbar sind.In one embodiment, the first and second drive motors are designed to rotate on both sides. Thus, the loads can be raised or lowered by the drive shaft, wherein the above advantages of the drive device can be achieved independently of the load direction.

In einer Ausführungsform ist das selbsthemmende Getriebe dabei als Schneckengetriebe oder Malteserkreuzgetriebe ausgeführt. Das Schneckengetriebe ist ein Schraubwälzgetriebe, wo eine schraubenförmige sogenannte Schnecke mit ein oder mehreren Schraubengängen bei einer Drehbewegung in Zahnrad, das Schneckenrad, eingreift und dieses dreht. Hierbei sind die Achsen von Schnecke und Schneckenrad meist um 90° versetzt. Die Selbsthemmung tritt durch die Gleitreibung zwischen Schnecke und Schneckenrad auf, jedoch nur bei hoher Übersetzung, geringen Gangzahlen und einem Steigungswinkel der Schnecke gamma < 5°. Die Selbsthemmung ermöglicht es, sonst benötigte Bremsen zu vermeiden. Das Erfordernis des niedrigen Wirkungsgrads können vor allem Schneckengetriebe durch Einstellung des Steigungswinkels der Schraubengänge erreichen. Besonders vorteilhaft sind hierbei Schneckengetriebe mit einer dynamischen Selbsthemmung oder auch Selbstbremsung. Hier bleibt der Antrieb sofort oder nach kurzer Zeit stehen, auch wenn an der Lastseite noch ein Drehmoment wirkt. In Schneckengetrieben muss der Steigungswinkel kleiner als der Winkel des Reibkegels bei Gleitreibung sein. In der Regel wird dies bei Schneckengetrieben mit einem Wirkungsgrad kleiner 0,55 erreicht. Eine dynamische Selbsthemmung liegt vor, wenn der Wirkungsgrad kleiner 0,45 ist. Malteserkreuzgetriebe lassen ebenfalls nur Bewegungen von der Antriebsseite her zu und blockieren Bewegungen von der Lastseite her sicher. Der nicht kontinuierliche Bewegungsablauf zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle kann durch eine Lose auf der Abtriebsseite des Malteserkreuzgetriebes ausgeglichen werden. Die elektronische Regelung für den zweiten Motor muss dann durch die Antriebswelle des Malteserkreuzgetriebes vorgegeben werden welche eine kontinuierliche Drehbewegung ausführen kann.In one embodiment, the self-locking gear is designed as a worm gear or Maltese cross gear. The worm gear is a helical gear where a helical so-called worm with one or more screw threads in a rotary motion in gear, the worm wheel, engages and this rotates. The axes of worm and worm wheel are usually offset by 90 °. The self-locking occurs through the sliding friction between the worm and the worm wheel, but only with high gear ratios, low gear speeds and a pitch angle of the worm gamma <5 °. The self-locking makes it possible to avoid the otherwise required brakes. The requirement of low efficiency can be achieved especially by worm gears by adjusting the pitch angle of the screw threads. Particularly advantageous are worm gears with a dynamic self-locking or self-braking. Here, the drive stops immediately or after a short time, even if a torque acts on the load side. In worm gears the pitch angle must be smaller than the angle of the friction cone during sliding friction. As a rule, this is achieved with worm gears with an efficiency of less than 0.55. Dynamic self-locking occurs when the efficiency is less than 0.45. Maltese cross gears also allow only movements from the drive side and block movements from the load side safely. The non-continuous movement between the drive shaft and the output shaft can be compensated by a lot on the output side of the Maltese cross gear. The electronic control for the second motor must then be specified by the drive shaft of the Maltese cross gear which can perform a continuous rotational movement.

In einer Ausführungsform ist das selbsthemmende Getriebe an einer Motorseite am ersten Antriebsmotor und an einer Antriebswellenseite an einer festen Unterlage der Antriebseinrichtung befestigt ist. Diese Ausführungsform ist konstruktiv besonders einfach. In einer bevorzugten Ausführungsform ist dabei das selbsthemmende Getriebe über mindestens einen Belastungssensor als Teil der Belastungssteuerung auf der festen Unterlage befestigt wobei der Belastungssensor zur Messung der Belastung und zur Übermittlung eines Belastungssignals an den Regler zur Steuerung des zweiten Antriebsmotors auf Basis des Belastungssignals vorgesehen ist. Diese Ausführungsform stellt eine einfache, nur wenige Komponenten benötigende Belastungssteuerung dar. In anderen Ausführungsformen können auch mehrere Belastungssensoren des gleichen Typs oder von unterschiedlichen Typen für die Messung der Belastung des selbsthemmenden Getriebes verwendet werden. Geeignete Belastungssensoren sind beispielsweise Drehmomentsensoren oder Kraftsensoren. In einer bevorzugten Ausführungsform werden Drehmomentsensoren als Belastungssensoren verwendet welche zwischen der Unterlage des selbsthemmenden Getriebes und dem selbsthemmenden Getriebe eingebaut sind und damit die Belastung des Getriebes unmittelbar aus dem Reaktionsmoment des Getriebes auf die Unterlage an einem nicht bewegten Teil der Hebevorrichtung messen. Die Messung der Belastung an den drehenden Bauteilen des Getriebes ist mit Drehmomentsensoren ebenfalls möglich, jedoch sind dann die Messsignale über geeignete Elemente an die Regeleinrichtung zu übertragen.In one embodiment, the self-locking gear is fixed to a motor side on the first drive motor and a drive shaft side to a fixed base of the drive device. This embodiment is structurally particularly simple. In a preferred embodiment, the self-locking transmission is attached via at least one load sensor as part of the load control on the fixed base wherein the load sensor is provided for measuring the load and for transmitting a load signal to the controller for controlling the second drive motor based on the load signal. This embodiment represents a simple load control requiring only a few components In other embodiments, multiple load sensors of the same type or different types may be used to measure the load on the self-locking gear. Suitable load sensors are, for example, torque sensors or force sensors. In a preferred embodiment, torque sensors are used as load sensors which are installed between the pad of the self-locking gear and the self-locking gear and thus measure the load of the gearbox directly from the reaction torque of the transmission to the pad on a non-moving part of the lifting device. The measurement of the load on the rotating components of the transmission is also possible with torque sensors, but then the measurement signals are transmitted to the control device via suitable elements.

Drehmomentsensoren sind im allgemeinen mechanische Übertragungselemente, wobei die Dehnung an einem elastischen Teil des Elementes z.B. mit Hilfe von Dehnmessstreifen elektrisch erfasst wird, wenn diese im Zusammenhang mit der Drehmomentbelastung steht.Torque sensors are generally mechanical transmission elements, the strain on an elastic member of the element being e.g. is detected electrically by means of strain gauges, if this is related to the torque load.

Grundsätzlich sind jedoch auch andere physikalische Größen an den Bauteilen der Hebeeinrichtung oder deren Abstützung geeignet ein Messsignal abzuleiten, wenn diese sich mit der Belastung des selbsthemmenden Getriebes ändern, um es der Regeleinrichtung zur Verfügung zu stellen. Im folgenden Beispiel wird aus der Verdrehung von zwei Bauteilen der Antriebsmechanik die Belastung des Getriebes abgeleitet. Die Antriebseinrichtung kann in diesem Beispiel einen ersten Drehgeber zur Erfassung einer ersten Motorposition des ersten Antriebsmotors und einen zweiten Drehgeber zur Erfassung einer zweiten Motorposition des zweiten Antriebsmotors umfassen, wobei der Regler zur Steuerung des zweiten Antriebsmotors auf Basis der von den Drehgebern an den Regler übertragenen ersten und zweiten Motorpositionen vorgesehen ist. Die Drehgeber können dabei zwischen den Antriebmotoren oder direkt auf den jeweiligen Antriebsmotoren angeordnet sein. Diese Ausführungsform verwendet Drehgeber, da die Bestimmung der Motorposition einen einfacher zu interpretierenden Messwert liefert als der Drehmomentsensor. Hierbei wird die Position der beiden Antriebsmotoren erfasst und im Regler oder in einem Steuerglied vorher miteinander verglichen. Wenn die Last sich auf der Unterlage abstützt und damit kein Drehmoment auf das selbsthemmende Getriebe von der Lastseite her übertragen wird, kann sich der erste Antriebsmotor aufgrund der Elastizität und des Getriebespieles dennoch in engen Grenzen bewegen, ohne dabei die Last anzuheben oder abzusenken. Wird der erste Antriebsmotor auf die Mittelstellung dieser lastlosen Drehung eingestellt, ist die relative Motorposition des ersten Drehgebers gefunden, die für die folgende Regelung von Bedeutung ist. Das gleiche wird auch für die zweite Motorposition des zweiten Antriebsmotors durchgeführt. Der Regler wertet die Motorpositionen aus und steuert auf Basis der übermittelten Motorpositionen den zweiten Antriebsmotor. Die Motorpositionen werden dabei dem Regler als jeweilige Regelsignale übermittelt.In principle, however, other physical quantities on the components of the lifting device or their support are suitable to derive a measurement signal, if they change with the load of the self-locking gear to make it available to the control device. In the following example, the load of the gearbox is derived from the rotation of two components of the drive mechanism. The drive device may in this example comprise a first rotary encoder for detecting a first motor position of the first drive motor and a second rotary encoder for detecting a second motor position of the second drive motor, wherein the controller for controlling the second drive motor based on the transmitted from the encoders to the controller first and second motor positions. The rotary encoders can be arranged between the drive motors or directly on the respective drive motors. This embodiment uses rotary encoders because determining the motor position is easier interpretive reading provides as the torque sensor. In this case, the position of the two drive motors is detected and compared in the controller or in a control member before each other. If the load is supported on the base and thus no torque is transmitted to the self-locking gear from the load side, the first drive motor can still move within narrow limits due to the elasticity and the gear play, without raising or lowering the load. If the first drive motor is set to the middle position of this no-load rotation, the relative motor position of the first rotary encoder is found, which is important for the following control. The same is also done for the second motor position of the second drive motor. The controller evaluates the motor positions and controls the second drive motor based on the transmitted motor positions. The motor positions are transmitted to the controller as respective control signals.

In einer bevorzugten Ausführungsform werden die erfassten Motorpositionen der beiden Drehgeber als Differenzsignal an den Regler übermittelt. Damit kann der Regler auf Basis des einen Eingangssignals den zweiten Antriebmotor ansteuern und braucht nicht selber eine Auswertung der Regelsignale der beiden Drehgeber durchführen. Damit kann der Regler einfacher ausgeführt werden.In a preferred embodiment, the detected motor positions of the two rotary encoders are transmitted as a difference signal to the controller. Thus, the controller can control the second drive motor based on the one input signal and does not need to perform an evaluation of the control signals of the two encoders themselves. This makes the controller easier to run.

In einer weiteren Ausführungsform wird eine unterschiedliche Übersetzung der ersten und zweiten Antriebsmotoren mittels eines mit dem ersten Drehgeber und dem Regler verbundenen Übertragungsgliedes elektronisch an den Regler übertragen. Dies ermöglicht den Einsatz von Drehgebern auch beim Einsatz von Antriebsmotoren mit unterschiedlichen Übersetzungen, da hier eine Motordrehung nicht unbedingt einer Getriebedrehung entspricht.In a further embodiment, a different ratio of the first and second drive motors is electronically transmitted to the controller by means of a transmission member connected to the first rotary encoder and the controller. This allows the use of encoders even when using drive motors with different ratios, as here a motor rotation does not necessarily correspond to a gear rotation.

In einer weiteren Ausführungsform ist das selbsthemmende Getriebe auf der Antriebswellenseite mit einer erste Kupplungsscheibe verbunden, die in eine weitere zweite Kupplungsscheibe, die mit der Unterlage fest verbunden ist, gesteuert einkuppeln kann. Hierbei wirkt das Einkuppeln der beiden Kupplungsscheiben als Bremse für das Antriebssystem und stellt damit einen redundanten Schutz gegen das ungewollte Absenken der Last im Falle eines Fehlers des Antriebs und des selbsthemmenden Getriebes dar. Bei dieser Ausführungsform können beispielsweise risikolos auch selbsthemmende Getriebe verwendet werden, deren Wirkungsgrad oberhalb 0,45 liegt.In a further embodiment, the self-locking gear on the drive shaft side is connected to a first clutch disc, which can engage controlled in a further second clutch disc which is fixedly connected to the pad. Here, the engagement of the two clutch plates acts as a brake for the drive system and thus provides a redundant protection against the unwanted lowering of the load in the event of a Error of the drive and the self-locking gear. In this embodiment, for example, risk-free and self-locking gear can be used, the efficiency is above 0.45.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist zwischen Unterlage und zweiter Kupplungsscheibe eine Rücklaufsperre angeordnet. Diese Ausführungsform ermöglicht einen alternativen manuellen Betrieb der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung beziehungsweise einer Hebevorrichtung mit einer solchen Antriebvorrichtung.In a preferred embodiment, a backstop is arranged between the base and the second clutch disc. This embodiment enables an alternative manual operation of the drive device according to the invention or a lifting device with such a drive device.

Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Hebevorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung zum Anheben und/oder Absenken der Lasten gegen eine Schwerkraft.The invention further relates to a lifting device with a drive device according to the invention for lifting and / or lowering the loads against gravity.

Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Betreiben einer erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung für motorisch angetriebene Hebevorrichtungen für Lasten, umfassend die Schritte

  • Anheben und/oder Absenken der Lasten gegen eine Schwerkraft, mit einem ersten Antriebsmotor, der über ein selbsthemmendes Getriebe mit der Antriebswelle zu deren Antrieb verbunden ist,
  • Messen einer Belastung des selbsthemmenden Getriebes aufgrund der mit der Antriebswelle angehobenen oder abgesenkten Last mittels einer Belastungssteuerung, und
  • Reduzierung der gemessene Belastung unter einen vorgebbaren Sollwert durch eine elektronische Regelung eines zweiten Antriebsmotors, welcher zusätzlich und unabhängig vom selbsthemmenden Getriebe mit der Antriebswelle verbunden ist, mittels der Belastungssteuerung, die den zweiten Antriebsmotor über einen Regler aufgrund der gemessenen Belastung so ansteuert, dass der zweite Antriebsmotor (6) ein die Belastung reduzierendes Drehmoment auf die Antriebwelle ausübt.
The invention further relates to a method for operating a drive device according to the invention for motor-driven lifting devices for loads, comprising the steps
  • Lifting and / or lowering the loads against gravity, with a first drive motor connected to the drive shaft via a self-locking gear to drive it,
  • Measuring a load of the self-locking gear due to the load with the drive shaft raised or lowered by means of a load control, and
  • Reduction of the measured load below a predetermined setpoint by an electronic control of a second drive motor, which is additionally and independently connected to the drive shaft self-locking gear, by means of the load control, the second drive motor via a controller based on the measured load so controls that the second Drive motor (6) exerts a load reducing torque on the drive shaft.

Kurze Beschreibung der AbbildungenBrief description of the illustrations

Diese und andere Aspekte der Erfindung werden im Detail in den Abbildungen wie folgt gezeigt:

Fig.1:
schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung bzw. Hebevorrichtung;
Fig.2:
schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung bzw. Hebevorrichtung;
Fig.3:
schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung bzw. Hebevorrichtung;
Fig.4:
schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben einer erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung.
These and other aspects of the invention are shown in detail in the figures as follows:
Fig.1:
schematic representation of a first embodiment of the drive device or lifting device according to the invention;
Figure 2:
schematic representation of a second embodiment of the drive device or lifting device according to the invention;
Figure 3:
schematic representation of a third embodiment of the drive device or lifting device according to the invention;
Figure 4:
schematic representation of the method according to the invention for operating a drive device according to the invention.

Detaillierte Beschreibung der AusführungsbeispieleDetailed description of the embodiments

Die Figuren 1 - 3 zeigen jeweils erfindungsgemäße Antriebseinrichtungen, die eine Antriebswelle 3 zum Anheben und/oder Absenken AA der Lasten 2 gegen die auf die Last 2 wirkende Schwerkraft G umfasst, die mit einem ersten Antriebsmotor 4 über ein selbsthemmendes Getriebe 5 angetrieben wird. Diese Ausführungsformen können dabei eine Komponente einer Hebevorrichtung 10 sein. Ein zweiter Antriebsmotor 6 ist dabei zusätzlich und unabhängig vom selbsthemmenden Getriebe 5 mit der Antriebswelle 3 verbunden, wobei der zweite Antriebsmotor 6 in seiner Bewegung elektronisch so geregelt wird, dass die Belastung des selbsthemmenden Getriebes 5 aufgrund der mit der Antriebswelle 3 angehobenen oder abgesenkten Last 2 reduziert werden kann. Dazu umfasst die Antriebseinrichtung 1 eine Belastungssteuerung 7, die einerseits die Belastung am selbsthemmenden Getriebe 5 misst und den zweiten Antriebsmotor 6 über einen Regler 71 so ansteuert S, dass der zweite Antriebsmotor 6 ein die Belastung B reduzierendes Drehmoment D auf die Antriebswelle 3 ausübt. Hierbei wird die gemessene Belastung des selbsthemmenden Getriebes 5 durch die Belastungssteuerung 7 unter einem vorgebbaren Sollwert gehalten. In allen drei hier gezeigtem Ausführungsformen ist der zweite Antriebsmotor 6 unmittelbar mit der Antriebswelle 3 verbunden und die ersten und zweiten Antriebsmotoren 4, 6 sind beidseitig drehend für ein Anheben oder Absenken der Last 2 ausgeführt. In alternativen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung kann einerseits der zweite Antriebsmotor auch indirekt über ein Getriebe mit der Antriebswelle verbunden sein Das selbsthemmende Getriebe 5 kann in einer oder mehreren Ausführungsformen als Schneckengetriebe oder Malteserkreuzgetriebe ausgeführt sein. Bei den Figuren 1 - 3 sind allerdings die jeweilige Belastungssteuerungen 7 für die erfindungsgemäßen Antriebseinrichtungen 1 unterschiedlich ausgeführt.The Figures 1 - 3 each show drive means according to the invention, which comprises a drive shaft 3 for raising and / or lowering AA of the loads 2 against the forces acting on the load 2 gravity G, which is driven by a first drive motor 4 via a self-locking gear 5. These embodiments may be a component of a lifting device 10. A second drive motor 6 is additionally and independently of the self-locking gear 5 connected to the drive shaft 3, wherein the second drive motor 6 is electronically controlled in its movement so that the load of the self-locking gear 5 due to the raised or lowered with the drive shaft 3 load. 2 can be reduced. For this purpose, the drive device 1 comprises a load control 7 which on the one hand measures the load on the self-locking gear 5 and drives the second drive motor 6 via a controller 71 so that the second drive motor 6 exerts a load D reducing the load B on the drive shaft 3. Here, the measured load of the self-locking gear 5 is held by the load control 7 below a predetermined setpoint. In all three embodiments shown here, the second drive motor 6 is directly connected to the drive shaft 3 and the first and second drive motors 4, 6 are designed to rotate on both sides for lifting or lowering the load 2. In alternative embodiments of the drive device according to the invention, on the one hand, the second drive motor can also be connected indirectly via a gear to the drive shaft. The self-locking gear 5 can be embodied as worm gear or Maltese cross gear in one or more embodiments. Both Figures 1 - 3 However, the respective load controls 7 are designed differently for the drive devices 1 according to the invention.

Fig.1 zeigt eine erfindungsgemäße Antriebseinrichtung 1, bei der das selbsthemmende Getriebe 5 an einer Motorseite 5a am ersten Antriebsmotor 4 und an einer Antriebswellenseite 5b über mindestens einen Belastungssensor 72 als Teil der Belastungssteuerung 7 auf der festen Unterlage 8 befestigt ist. Der zweite Antriebmotor 6 ist hier ebenfalls an der festen Unterlage 8 befestigt,. Der zweite Antriebmotor 6 kann auch auf andere Weise an der Antriebeinrichtung 1 oder der Hebevorrichtung 10 befestigt sein. Der Belastungssensor 72 ist dabei zur Messung der Belastung B und zur Übermittlung eines Belastungssignals BS an den Regler 71 der Belastungssteuerung 7 vorgesehen, der wiederum den zweiten Antriebsmotor 6 auf Basis des Belastungssignals BS so ansteuert S, dass dieser ein geeignetes Drehmoment auf die Antriebswelle 3 ausübt, damit die gemessene Belastung des Getriebes 5 reduziert wird. Beim Anheben AA der Last 2 kann der zweite Antriebsmotor 6 das anheben mit einem gleichgerichteten Drehmoment unterstützen, während beim Ablassen AA der Last 2 das Drehmoment des zweiten Antriebsmotors 6 so gerichtet ist, dass das Ablassen AA gebremst wird. In beiden Fällen wird die Belastung des Getriebes 5 reduziert. Der erste Antriebsmotor 4 kann von einer übergeordneten elektronischen Steuerung oder über ein manuell einstellbares elektrisches Bediengerät oder auf andere Weise zum Anheben oder Absenken von Lasten 2 angesteuert werden (angedeutet durch den Pfeil). Fig.1 shows a drive device 1 according to the invention, in which the self-locking gear 5 is fixed on a motor side 5a on the first drive motor 4 and on a drive shaft side 5b via at least one load sensor 72 as part of the load control 7 on the fixed base 8. The second drive motor 6 is also attached to the fixed base 8 here,. The second drive motor 6 may also be attached to the drive device 1 or the lifting device 10 in a different manner. The load sensor 72 is provided for measuring the load B and for transmitting a load signal BS to the controller 71 of the load control 7, which in turn drives the second drive motor 6 on the basis of the load signal BS so that it exerts a suitable torque on the drive shaft 3 so that the measured load of the transmission 5 is reduced. When raising AA of the load 2, the second drive motor 6 can assist lifting with a rectified torque, while when discharging AA of the load 2, the torque of the second drive motor 6 is directed to slow down the discharge AA. In both cases, the load of the transmission 5 is reduced. The first drive motor 4 can be controlled by a superordinate electronic control or by a manually adjustable electrical control device or in some other way for raising or lowering loads 2 (indicated by the arrow).

Fig.2 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung 1, bei der das selbsthemmende Getriebe 5 an einer Motorseite 5a am ersten Antriebsmotor 4 und an einer Antriebswellenseite 5b direkt auf der festen Unterlage 8 befestigt ist. Gleiches gilt auch für den zweiten Antriebmotor 6. Der zweite Antriebmotor 6 könnte dabei auch auf andere Weise an der Antriebeinrichtung 1 oder der Hebevorrichtung 10 befestigt sein. Die Belastungssteuerung umfasst in dieser Ausführungsform die Antriebseinrichtung 1 einen ersten Drehgeber 73, der direkt auf dem ersten Antriebmotor 4 zur Erfassung der Motorposition M1 des ersten Antriebsmotors 4 (erste Motorposition M1) angeordnet ist. Der zweite Drehgeber 74 ist direkt auf dem zweiten Antriebmotor 6 zur Erfassung der Motorposition M2 des zweiten Antriebsmotors 6 (zweite Motorposition M2) angeordnet. Die Motorpositionen M1, M2 werden elektronisch an die Belastungssteuerung 7 durch die Drehgeber 73, 74 übermittelt (gestrichelte Linien), wo die Belastungssteuerung 7 die Differenzposition aus den ersten und zweiten Motorpositionen bildet und diese Differenz als Differenzsignal DS an den Regler 71 der Belastungssteuerung 7 weiter übermittelt, damit dieser den zweiten Antriebsmotor 6 auf Basis des Differenzsignals DS steuert S. In einer alternativen, hier nicht gezeigten Ausführungsform können die Drehgeber 73, 74 auch die bestimmten ersten und zweiten Motorpositionen M1, M2 an den Regler 71 übermitteln, woraus dieser dann ein entsprechendes Steuersignal zum Steuern S des zweiten Antriebsmotors 6 generiert. Dazu wertet der Regler die Motorpositionen M1, M2 oder das Differenzsignal DS aus und steuert S auf dieser Basis den zweiten Antriebsmotor 6. In der hier gezeigten Ausführungsform wird der erste Antriebsmotor 4 mit einer Übersetzung betrieben, die mittels eines mit dem ersten Drehgeber 73 und dem Regler 71 verbundenen Übertragungsglied 75 elektronisch an den Regler 71 oder an die die Differenz bildende Komponente der Belastungssteuerung übertragen wird. Bei einer Übersetzung zwischen erstem Antriebsmotor 4 und Getriebe 5 entspricht eine Drehung des ersten Antriebsmotors 4 nicht einer Drehung der Antriebswelle 3 beziehungsweise des Getriebes 5, sondern einem von der Übersetzung abhängigen Faktor dieser einen Motorumdrehung. Somit muss für einen Vergleich der Motorpositionen eine eventuell vorhandene Übersetzung mit berücksichtigt werden. Das gleiche gilt entsprechend für den zweiten Antriebsmotor 6, sofern dieser mit einer Übersetzung betrieben werden sollte. In diesem Falle wäre ein Übertragungsglied 75 auch in der Signalleitung zwischen Regler 71 und dem zweiten Drehgeber 74 des zweiten Antriebmotors 6 angeordnet. Fig.2 shows a schematic representation of a second embodiment of the drive device 1 according to the invention, in which the self-locking gear 5 is attached to a motor side 5a on the first drive motor 4 and on a drive shaft side 5b directly on the fixed base 8. The same applies to the second drive motor 6. The second drive motor 6 could also be attached to the drive device 1 or the lifting device 10 in other ways. The load control in this embodiment comprises the drive device 1, a first rotary encoder 73, which is arranged directly on the first drive motor 4 for detecting the motor position M1 of the first drive motor 4 (first motor position M1). The second rotary encoder 74 is disposed directly on the second drive motor 6 for detecting the motor position M2 of the second drive motor 6 (second motor position M2). The motor positions M1, M2 are transmitted electronically to the load controller 7 by the rotary encoders 73, 74 (dashed lines), where the load controller 7 forms the differential position from the first and second motor positions and passes this difference as a differential signal DS to the controller 71 of the load controller 7 In an alternative embodiment, not shown here, the rotary encoders 73, 74 can also transmit the determined first and second motor positions M1, M2 to the controller 71, from which this then a corresponding control signal for controlling S of the second drive motor 6 generated. For this purpose, the controller evaluates the motor positions M1, M2 or the differential signal DS and controls S on this basis, the second drive motor 6. In the embodiment shown here, the first drive motor 4 is operated with a translation by means of a with the first encoder 73 and the Regulator 71 connected transfer member 75 is electronically transmitted to the controller 71 or to the difference-forming component of the load control. In a translation between the first drive motor 4 and gear 5, a rotation of the first drive motor 4 does not correspond to a rotation of the drive shaft 3 and the transmission 5, but a dependent of the translation factor of this one motor revolution. Thus, a possible existing translation must be taken into account for a comparison of the motor positions. The same applies mutatis mutandis to the second drive motor 6, if it should be operated with a translation. In this case would be a transfer element 75 is also arranged in the signal line between the controller 71 and the second rotary encoder 74 of the second drive motor 6.

Fig.3 zeigt schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung 1, die mit den unterschiedlichen Belastungssteuerungen 7 gemäß Fig.1 oder 2 kombiniert werden kann. Die Belastungssteuerung 7 und ihre jeweiligen Komponenten sind hier nicht im Detail gezeigt. Hier ist das selbsthemmende Getriebe 5 auf der Antriebswellenseite 5b mit einer erste Kupplungsscheibe 91 verbunden ist, die in eine weitere zweite Kupplungsscheibe 92 gesteuert einkuppeln kann, wobei die zweite Kupplungsscheibe 92 hier über eine Rücklaufsperre 93 fest mit der Unterlage 8 verbunden ist. Das Einkuppeln der beiden Kupplungsscheiben 91, 92 wirkt als Bremse für die Antriebeinrichtung 1 und stellt damit einen redundanten Schutz gegen ein ungewolltes Absenken der Last 2 im Falle eines Fehlers in der Antriebseinrichtung 1 beziehungsweise Hebevorrichtung 10 dar. Die in dieser Ausführungsform zusätzlich zwischen Unterlage 8 und zweiter Kupplungsscheibe 92 angeordnete Rücklaufsperre 93 verhindert eine Bewegung der Antriebswelle 3 und damit der Last in die ungewollte Richtung und ermöglicht damit beispielsweise auch einen alternativen Handbetrieb der Antriebseinrichtung 1 beziehungsweise Hebevorrichtung 10. Rücklaufsperren sind dem Fachmann bekannt, so dass dieser eine geeignete Rücklaufsperre für diese Anwendung wählen kann. Auf die Rücklaufsperre 93 kann in anderen Ausführungsformen auch verzichtet werden, so dass die dann die zweite Kupplungsscheibe 92 direkt fest mit der Unterlage 8 verbunden wäre. Figure 3 shows a schematic representation of a third embodiment of the drive device 1 according to the invention, with the different load controls 7 according to Fig.1 or 2 can be combined. The load controller 7 and its respective components are not shown in detail here. Here, the self-locking gear 5 is connected to the drive shaft side 5b with a first clutch plate 91, which can engage controlled in a further second clutch disc 92, wherein the second clutch disc 92 is connected via a backstop 93 fixed to the pad 8. The engagement of the two clutch plates 91, 92 acts as a brake for the drive device 1 and thus provides a redundant protection against unwanted lowering of the load 2 in the event of a fault in the drive device 1 or lifting device 10. In this embodiment, in addition between pad 8 and second clutch disc 92 arranged backstop 93 prevents movement of the drive shaft 3 and thus the load in the unwanted direction and thus allows, for example, an alternative manual operation of the drive device 1 or lifting device 10. Backstops are known in the art, so that this is a suitable backstop for this application can choose. On the backstop 93 may be omitted in other embodiments, so that then the second clutch plate 92 would be directly connected to the pad 8.

Fig.4 zeigt eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben einer Antriebseinrichtung 1 als Teil einer motorisch angetriebenen Hebevorrichtung 10 zum Anheben und/oder Absenken AA von Lasten 2 gegen eine Schwerkraft G mit einem ersten Antriebsmotor 4, der über ein selbsthemmendes Getriebe 5 mit der Antriebswelle 3 zu deren Antrieb verbunden ist. Die durch das Anheben oder Absenken AA entstehende Belastung des selbsthemmenden Getriebes 5 wird mittels einer Belastungssteuerung 7 gemessen M (Details siehe dazu Fig.1 - 3). Sofern die gemessene Belastung B unter einen vorgebbaren Sollwert SW, beispielsweise in der Belastungssteuerung 7 hinterlegt, liegt, wird das Anheben oder Absenken AA mittels des ersten Antriebmotors 4 wie gehabt weitergeführt. Liegt dagegen die gemessene Belastung B oberhalb des Sollwerts SW, so wird die Belastung B durch eine elektronische Regelung eines zweiten Antriebsmotors 6, welcher zusätzlich und unabhängig vom selbsthemmenden Getriebe 5 mit der Antriebswelle 3 verbunden ist, durch die Belastungssteuerung 7 reduziert. Dazu steuert die Belastungsteuerung 7 den zweiten Antriebsmotor 6 über einen Regler 71 aufgrund der gemessenen Belastung B so an S, dass der zweite Antriebsmotor 6 ein die Belastung B reduzierendes Drehmoment D auf die Antriebwelle 3 ausübt. Parallel dazu wird das Anheben oder Absenken AA weiter durchgeführt und die durch Ansteuerung des zweiten Antriebmotors 6 modifizierte Belastung B erneut gemessen M und mit dem Sollwert SW verglichen. Liegt die Belastung weiterhin oberhalb des Sollwerts SW, so steuert der Regler 71 den zweiten Antriebsmotor 6 mit einem entsprechend angepassten Steuersignal S an, damit dieser ein entsprechend modifiziertes Drehmoment auf die Antriebswelle 3 ausübt, dass die Belastung B des selbsthemmenden Getriebes 5 nun unter dem Sollwert SW liegt. Figure 4 shows a schematic representation of the inventive method for operating a drive device 1 as part of a motor-driven lifting device 10 for raising and / or lowering AA loads 2 against gravity G with a first drive motor 4, via a self-locking gear 5 with the drive shaft 3 whose drive is connected. The resulting from the raising or lowering AA load of the self-locking gear 5 is measured by means of a load control 7 M (for details, see Fig.1 - 3 ). If the measured load B is under a predetermined setpoint SW, for example, in the load control 7 deposited, is the raising or lowering AA continued by means of the first drive motor 4 as usual. If, in contrast, the measured load B is above the set value SW, the load B is reduced by the load control 7 by an electronic control of a second drive motor 6, which is additionally and independently connected to the drive shaft 3 independently of the self-locking gear 5. For this purpose, the load control 7 controls the second drive motor 6 via a controller 71 on the basis of the measured load B to S, that the second drive motor 6 exerts a load D reducing torque D on the drive shaft 3. Parallel to this, the raising or lowering AA is carried out further and the load B modified by activation of the second drive motor 6 is again measured M and compared with the setpoint SW. If the load continues to be above the set value SW, then the controller 71 controls the second drive motor 6 with a correspondingly adapted control signal S, so that it exerts a correspondingly modified torque on the drive shaft 3 that the load B of the self-locking gear 5 is now below the setpoint SW is located.

Die hier gezeigten Ausführungsformen stellen nur Beispiele für die vorliegende Erfindung dar und dürfen daher nicht einschränkend verstanden werden. Alternative durch den Fachmann in Erwägung gezogene Ausführungsformen sind gleichermaßen vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung umfasst.The embodiments shown herein are only examples of the present invention and therefore should not be considered as limiting. Alternative embodiments contemplated by one skilled in the art are equally within the scope of the present invention.

Liste der BezugszeichenList of reference numbers

11
Antriebseinrichtungdriving means
22
Lastload
33
Antriebswelledrive shaft
44
erster Antriebsmotorfirst drive motor
55
selbsthemmendes Getriebe, Schneckengetriebeself-locking gear, worm gear
5a5a
Motorseite des GetriebesMotor side of the gearbox
5b5b
AntriebswellenseiteDrive shaft side
66
zweiter Antriebsmotorsecond drive motor
77
Belastungssteuerungload control
7171
Regler der BelastungssteuerungRegulator of the load control
7272
Belastungssensor, beispielsweise DrehmomentsensorLoad sensor, for example torque sensor
7373
erster Drehgeberfirst encoder
7474
zweiter Drehgebersecond rotary encoder
7575
Übertragungsgliedtransmission member
88th
feste Unterlagesolid base
9191
erste Kupplungsscheibefirst clutch disc
9292
zweite Kupplungsscheibesecond clutch disc
9393
RücklaufsperreBackstop
1010
Hebevorrichtunghoist
AAAA
Anheben und/oder Absenken der LastenLifting and / or lowering of loads
BB
Belastung des Getriebes aufgrund der angreifenden LastLoad on the gear unit due to the load applied
BSBS
Belastungssignalload signal
DD
Drehmoment, das der zweite Antriebsmotor auf die Antriebswelle ausübtTorque that the second drive motor exerts on the drive shaft
DSDS
Differenzsignaldifference signal
GG
die auf die Last wirkende Gewichtskraftthe weight force acting on the load
MM
Messen der Belastung des selbsthemmenden GetriebesMeasuring the load of the self-locking gear
M1M1
erste Motorpositionfirst engine position
M2M2
zweite Motorpositionsecond motor position
RR
Reduzieren der Belastung des selbsthemmenden GetriebesReduce the load on the self-locking gearbox
SS
Ansteuerung des zweiten Antriebmotors durch die BelastungsteuerungControl of the second drive motor by the load control
SWSW
vorgebbarer Sollwert der Belastungpredefinable setpoint of the load

Claims (13)

Eine Antriebseinrichtung (1) für motorisch angetriebene Hebevorrichtungen (10) für Lasten (2) umfassend eine Antriebswelle (3) zum Anheben und/oder Absenken der Lasten (2) gegen eine Schwerkraft (G), einen ersten Antriebsmotor (4), der über ein selbsthemmendes Getriebe (5) mit der Antriebswelle (3) zu deren Antrieb verbunden ist, und einen zweiten Antriebsmotor (6), welcher zusätzlich und unabhängig vom selbsthemmenden Getriebe (5) mit der Antriebswelle (3) verbunden ist, wobei zumindest der zweite Antriebsmotor (6) in seiner Bewegung elektronisch geregelt wird und zur Reduzierung einer Belastung (B) des selbsthemmenden Getriebes (5) aufgrund der mit der Antriebswelle (3) angehobenen oder abgesenkten Last (2) vorgesehen ist, wobei die Antriebseinrichtung (1) des Weiteren eine Belastungssteuerung (7) umfasst, die dazu ausgestaltet ist, die Belastung (B) am selbsthemmenden Getriebe (5) mittelbar oder unmittelbar zu messen und den zweiten Antriebsmotor (6) über einen Regler (71) so anzusteuern (S), dass der zweite Antriebsmotor (6) ein die Belastung (B) reduzierendes Drehmoment (D) so auf die Antriebswelle (3) ausübt, dass die gemessene Belastung (B) des selbsthemmenden Getriebes (5) unter einem vorgebbaren Sollwert (SW) gehalten wird.A drive device (1) for motorized lifting devices (10) for loads (2) comprising a drive shaft (3) for lifting and / or lowering the loads (2) against a gravitational force (G), a first drive motor (4) a self-locking gear (5) is connected to the drive shaft (3) for driving thereof, and a second drive motor (6) which is additionally and independently connected to the drive shaft (3) from the self-locking gear (5), wherein at least the second drive motor (6) is electronically controlled in its movement and is provided to reduce a load (B) of the self-locking gear (5) due to the load (2) raised or lowered by the drive shaft (3), the drive means (1) further comprising Load control (7) which is designed to measure the load (B) on the self-locking gear (5) directly or indirectly and the second drive motor (6) via a controller (71) so (S) that the second drive motor (6) exerts a load (B) reducing torque (D) on the drive shaft (3) that the measured load (B) of the self-locking gear (5) below a predetermined setpoint ( SW) is held. Die Antriebseinrichtung (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der zweite Antriebsmotor (6) unmittelbar mit der Antriebswelle (3) verbunden ist.The drive device (1) according to claim 1,
characterized,
in that the second drive motor (6) is connected directly to the drive shaft (3). Die Antriebseinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die ersten und zweiten Antriebsmotoren (4, 6) beidseitig drehend sind.The drive device (1) according to claim 1 or 2,
characterized,
in that the first and second drive motors (4, 6) are rotating on both sides. Die Antriebseinrichtung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüchen,
dadurch gekennzeichnet,
dass das selbsthemmende Getriebe (5) als Schneckengetriebe oder Malteserkreuzgetriebe ausgeführt ist.The drive device (1) according to one of the preceding claims,
characterized,
that the self-locking gear (5) is designed as a worm gear or Maltese cross gear. Die Antriebseinrichtung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das selbsthemmende Getriebe (5) an einer Motorseite (5a) am ersten Antriebsmotor (4) und an einer Antriebswellenseite (5b) an einer festen Unterlage (8) der Antriebseinrichtung (1) befestigt ist.The drive device (1) according to one of the preceding claims,
characterized,
in that the self-locking gearbox (5) is fastened to a motor side (5a) on the first drive motor (4) and to a drive shaft side (5b) on a fixed base (8) of the drive device (1). Die Antriebseinrichtung (1) nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass das selbsthemmende Getriebe (5) über mindestens einen Belastungssensor (72) als Teil der Belastungssteuerung (7) auf der festen Unterlage (8) befestigt ist, wobei der Belastungssensor (72) zur Messung der Belastung (B) und zur Übermittlung eines Belastungssignals (BS) an den Regler (71) zur Steuerung des zweiten Antriebsmotors (6) auf Basis des Belastungssignals (BS) vorgesehen ist.The drive device (1) according to claim 5,
characterized,
in that the self-locking gear (5) is fastened on the fixed base (8) via at least one load sensor (72) as part of the load control (7), the load sensor (72) measuring the load (B) and transmitting a load signal (7). BS) is provided to the controller (71) for controlling the second drive motor (6) based on the load signal (BS). Die Antriebseinrichtung (1) nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Antriebseinrichtung (1) einen ersten Drehgeber (73) zur Erfassung einer ersten Motorposition (M1) des ersten Antriebsmotors (4) und einen zweiten Drehgeber (74) zur Erfassung einer zweiten Motorposition (M2) des zweiten Antriebsmotors (6) umfasst, wobei der Regler (71) zur Steuerung des zweiten Antriebsmotors (6) auf Basis der von den Drehgebern (73, 74) an den Regler (71) übertragenen ersten und zweiten Motorpositionen (M1, M2) vorgesehen ist.The drive device (1) according to claim 5,
characterized,
in that the drive device (1) comprises a first rotary encoder (73) for detecting a first motor position (M1) of the first drive motor (4) and a second rotary encoder (74) for detecting a second motor position (M2) of the second drive motor (6) the controller (71) is provided for controlling the second drive motor (6) on the basis of the first and second motor positions (M1, M2) transmitted from the rotary encoders (73, 74) to the controller (71). Die Antriebseinrichtung (1) nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die erfassten Motorpositionen (M1, M2) der beiden Drehgeber (73, 74) als Differenzsignal (DS) an den Regler (71) übermittelt werden.The drive device (1) according to claim 7,
characterized,
that the detected engine positions (M1, M2) of the two rotary encoders (73, 74) as a difference signal (DS) to the controller (71) to be transmitted. Die Antriebseinrichtung (1) nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine unterschiedliche Übersetzung der ersten und zweiten Antriebsmotoren (4, 6) mittels eines mit dem ersten oder dem zweiten Drehgeber (73, 74) und dem Regler (71) verbundenen Übertragungsgliedes (75) elektronisch an den Regler (71) übertragen wird.The drive device (1) according to claim 7 or 8,
characterized,
that a different translation of the first and second drive motors (4, 6) connected by means of the first or the second encoder (73, 74) and the controller (71) transmission element (75) electronically to the controller (71) is transmitted. Die Antriebseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass das selbsthemmende Getriebe (5) auf der Antriebswellenseite (5b) mit einer erste Kupplungsscheibe (91) verbunden ist, die in eine weitere zweite Kupplungsscheibe (92), die mit der Unterlage (8) fest verbunden ist, gesteuert einkuppeln kann.The drive device (1) according to one of claims 5 to 9,
characterized,
in that the self-locking gear (5) on the drive shaft side (5b) is connected to a first clutch disc (91) which can engage in a controlled manner in a further second clutch disc (92) fixedly connected to the base (8). Die Antriebseinrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen Unterlage (8) und zweiter Kupplungsscheibe (92) eine Rücklaufsperre (93) angeordnet ist.The drive device according to claim 10,
characterized,
that between the base (8) and second clutch plate (92) comprises a backstop (93) is arranged. Eine Hebevorrichtung (10) mit einer Antriebseinrichtung (1) nach Anspruch 1 zum Anheben und/oder Absenken der Lasten (2) gegen eine Schwerkraft (G).A lifting device (10) with a drive device (1) according to claim 1 for lifting and / or lowering the loads (2) against a gravitational force (G). Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung (1) für motorisch angetriebene Hebevorrichtungen (10) für Lasten (2) nach Anspruch 1, umfassend die Schritte - Anheben und/oder Absenken (AA) der Lasten (2) gegen eine Schwerkraft (G), mit einem ersten Antriebsmotor (4), der über ein selbsthemmendes Getriebe (5) mit der Antriebswelle (3) zu deren Antrieb verbunden ist, - Messen (M) einer Belastung des selbsthemmenden Getriebes (5) aufgrund der mit der Antriebswelle (3) angehobenen oder abgesenkten Last (2) mittels einer Belastungssteuerung (7), und - Reduzierung (R) der gemessene Belastung (B) unter einen vorgebbaren Sollwert (SW) durch eine elektronische Regelung eines zweiten Antriebsmotors (6), welcher zusätzlich und unabhängig vom selbsthemmenden Getriebe (5) mit der Antriebswelle (3) verbunden ist, mittels der Belastungssteuerung (7), die den zweiten Antriebsmotor (6) über einen Regler (71) aufgrund der gemessenen Belastung (B) so ansteuert (S), dass der zweite Antriebsmotor (6) ein die Belastung (B) reduzierendes Drehmoment (D) auf die Antriebwelle (3) ausübt. Method for operating a drive device (1) for motor-driven lifting devices (10) for loads (2) according to Claim 1, comprising the steps Raising and / or lowering (AA) of the loads (2) against a gravitational force (G), with a first drive motor (4) connected via a self-locking gear (5) to the drive shaft (3) for its drive, - Measuring (M) a load of the self-locking gear (5) due to the with the drive shaft (3) raised or lowered load (2) by means of a load control (7), and - Reduction (R) of the measured load (B) below a predetermined target value (SW) by an electronic control of a second drive motor (6), which is additionally and independently of the self-locking gear (5) connected to the drive shaft (3) by means of Load control (7), which controls the second drive motor (6) via a controller (71) due to the measured load (B) (S) that the second drive motor (6) on a load (B) reducing torque (D) the drive shaft (3) exerts.
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