EP3144260B1 - Baumaschine und verfahren zum auf- und abbewegen eines hubelementes - Google Patents

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EP3144260B1
EP3144260B1 EP16178836.9A EP16178836A EP3144260B1 EP 3144260 B1 EP3144260 B1 EP 3144260B1 EP 16178836 A EP16178836 A EP 16178836A EP 3144260 B1 EP3144260 B1 EP 3144260B1
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EP
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rope
winch
hoist
construction machine
free fall
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Ludwig Andreas Huber
Johannes Sedlmeier
Leonhard Weixler
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Bauer Maschinen GmbH
Original Assignee
Bauer Maschinen GmbH
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Publication date
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    • B66D1/26—Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans having several drums or barrels
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    • B66D2700/02—Hoists or accessories for hoists
    • B66D2700/021—Hauling devices

Definitions

  • the invention relates to a construction machine with a mast and a lifting element, which can be moved up and down along the mast with a hoist rope, which can be actuated by means of two cable winches, according to the preamble of claim 1.
  • the invention further relates to a method for moving a lifting element up and down in a construction machine, in which a hoisting rope is operated by means of two winches, according to the preamble of claim 11.
  • a winch with a hoist rope and a lifting element can be provided thereon.
  • the hoisting rope is connected at one end to the winch and can be wound up and unwound therefrom.
  • On the lifting element up and down to moving tool or load is arranged.
  • the ends of the hoisting rope are each connected to a winch.
  • the two winch drives of the winches are operated synchronously. For moving the tool or the load up and down, moreover, approximately the same torques are to be provided on both cable winches by the winch drives.
  • An advantage of such a method of moving a tool or a load up and down is that not all the weight of the tool or the load has to be moved by a single winch. Rather, the weight of the two attached to the construction machine or its mast winches can be moved together.
  • Construction machines with two winches for moving a tool or a load up and down allow safe working, especially with heavy tools or loads.
  • Such construction machines may, for example, be a diaphragm wall grab which has a mast, a carrier unit and a mobile undercarriage.
  • a crane with two winches described.
  • a hoist rope is wound on each of these winches.
  • the two hoist ropes are each connected to a hook at their respective free ends by means of a false-pull system.
  • the invention has for its object to provide a construction machine and a method for operating a hoisting rope, with the safe up and down movement of a lifting element can be performed very efficiently.
  • the construction machine comprises a mast and a lifting element, which along the mast with a hoist rope is moved up and down, and which has a first winch and a second winch, wherein at least the first winch is designed as a freefall winch and the second winch frictionally is operable and wherein the first and second winch each having a winch drum.
  • a first end of the hoist rope is connected to the winch drum of the first winch and a second end of the hoist rope is connected to the winch drum of the second hoist winch, wherein the hoist rope is simultaneously actuated by the two winches.
  • the simultaneously operated by means of two winches hoist rope is freely lowered at the first winch.
  • a controller is provided, with which the first winch, which is designed as a freefall winch, for lowering the simultaneously operable by the two hoist hoist rope in a free fall mode is switched, while the second winch is operated non-positively.
  • a winch can be understood as a free-fall winch, which can freely release or unroll a hoist rope.
  • the freewheeling release or unwinding can be determined by the gravitational force of a Tool or a load can be generated, which can be connected to the hoisting rope via a lifting element.
  • a free-fall mode can be understood as a mode in which a hoisting rope is not substantially braked during a free-running lowering operation or operated non-positively in any other way.
  • a basic idea of the invention is that for lowering the hoist rope the two winches are asynchronous, that is, with different unwinding speeds, operable to allow the lowering of the hoisting rope with a lifting element, tool and / or a load with free fall speed.
  • the second winch can be designed as a force-operated winch, which allows a controlled lowering. This is a combined operation of a freefall winch and a hoist winch.
  • it has been recognized that such asynchronous operation of two winches enables a hoist rope to be reliably operated when lowered at a high free-fall speed. It is also possible to combine two freefall winches.
  • the free-fall speed can be understood to mean a speed which corresponds almost to the speed of the free-falling mass of the lifting element, the tool and / or the load during lowering.
  • a particularly preferred embodiment of the invention is that the lifting element is arranged with a rope bottle or a joint unit movable on the hoisting rope.
  • the rope bottle can be guided freely movable on the hoisting rope or the joint unit can be arranged movably on the hoist rope.
  • the lifting element can be articulated on the cable bottle or the joint unit.
  • the tool or the load can be pivotally and / or rotatably mounted about one or more pivot axes to the lifting element.
  • the rope bottle also serves in particular a load balance, that is, the load or the weight of the tool is transmitted evenly to the hoisting rope or the two winches.
  • a rope bottle can represent any rope deflection.
  • the rope bottle can consist of two opposite flanges, between which a profiled roller is arranged on a bearing, over which a hoisting rope can be deflected.
  • the two flanges can be arranged hinged.
  • the hoisting rope is formed from at least two ropes coupled or connected to one another.
  • the two cables coupled or connected together may be connected with cable connectors or coupled with cable couplers.
  • the two winches are connected via the at least two ropes coupled or connected to one another.
  • This embodiment of the invention has the advantage that in the event of damage or signs of wear not the entire hoist rope but only the damaged or worn single rope can be replaced without having to solve both cable connections with the two winches.
  • the cable connector on the opposite side of the free-fall, that is on the side of the non-positive hoist winch can be arranged.
  • a further advantageous embodiment variant of the construction machine according to the invention is given by the fact that the free fall winds has a free-fall, with which the free-fall can be opened for free-running lowering of the hoisting rope and the free-running hoist rope is braked by closing the free-fall brake again.
  • the freefall brake When the freefall brake is closed, that is to say, the freefall winch can be operated in a non-positive mode.
  • the freefall brake of the free fall winch can be opened.
  • the free fall winch can thus be operated both in a free fall mode and in a non-positive mode or operation. With the freefall brake open, it is in the freefall mode and with the freefall brake closed, in the non-positive mode. In the non-positive mode, the winch can either unwind rope, roll up rope, be hydraulically held or blocked with a holding brake.
  • the two winches or the two winch drums can basically be arranged at any point on the construction machine. Particularly preferred is an arrangement parallel or transverse to a pivot axis of the mast of the construction machine.
  • the winch drums are also rotatable and axially mounted in the winch and by the freefall brake or holding brake frictionally up and unrolled or blocked.
  • a particularly expedient operation result in that after lowering the hoisting rope from the starting position to an operating position in the first winch a larger Hubseilin is handled by the first winch drum than the second winch drum, and that the two Winches when lifting the hoist rope asynchronous operable, wherein when re-raising and the first winch drum, a larger Hubseilin is wound than on the second winch drum.
  • the cable sections of the hoist rope are preferably evenly distributed to the first and second winch drum. There may be an equal number of windings on each winch drum when the winch drums are provided with the same diameter.
  • asynchronous unwinding of the hoisting rope in a free fall can also be provided to handle the hoist of both wind drums in a non-positive operation of both winches with different unwinding speeds, which also different Hubseiltren can be handled when lowering.
  • the winches can be operated with correspondingly different speeds so that when reaching the starting position, the hoist rope evenly distributed on both wind drums is present.
  • an asynchronous operation of the two winches or the two winch drums in the sense of the invention is to be understood as meaning that the two winches or winch drums open or close the hoisting rope at different speeds.
  • Different speeds may consist of two of the following speeds: free-fall speed, holding speed (zero speed), a first arbitrary speed between the free-fall speed and the holding speed, and a second arbitrary speed between the free-falling speed and the holding speed other than the first arbitrary speed
  • the free fall speed is determined by the gravity of the lifting element or an attached tool or a load.
  • the speed may in particular be a speed which corresponds approximately to the free-fall speed, but is slightly lower to prevent the presence of a slack rope when lowering the hoist rope.
  • a freefall brake can only be solved so far that a small residual friction when unwinding the hoisting rope can be maintained by the winds.
  • the invention consists in a further advantageous embodiment in that the hoisting cable can be deflected on at least two deflecting rollers, which are arranged on the mast, and that the at least two deflecting rollers are mounted on at least one force measuring axle.
  • pulleys are particularly preferably arranged in pairs on the mast head of the mast.
  • the construction machine has sensors with which a position of the lifting element relative to a position of the construction machine can be determined.
  • sensors can serve on the one hand to measure the position or position of the lifting element when moving up and down the hoisting rope and thus to monitor. This can be done when a winch is in a free fall mode and the lift member is lowered in a free fall.
  • sensors can also serve to determine when lowering the lifting element, for example, in a hole in the ground, the lowering position, for example, below the terrain surface.
  • Such sensors may preferably be provided on the winches and determine the lengths of the unwound hoisting rope from both winches and in particular evaluate them in real time.
  • a particularly expedient operation result in that the construction machine has speed sensors, with which the speed of at least one of the two winches can be determined.
  • the speed sensor which can be provided on the two winches allow it also to determine the speed of the lifting element when moving up and down.
  • speed sensor or absolute encoder can serve to synchronize the winches when lifting the lifting element after lowering it in free fall.
  • it can be regarded as particularly advantageous that at least the first cable winch can be operated both as a free fall winch and as a non-positive winch.
  • the construction machine may be any machine for constructing a building
  • a preferred embodiment of the invention may be to construct the construction machine as a diaphragm wall grab for excavating drilling material in which a hydraulic gripper is arranged on the lifting element.
  • the hydraulic gripper can be a tool which removes soil material with a removal device in a lower region of the gripper and transports it to the earth's surface.
  • a Meisel be provided as another tool.
  • a first winch and a second winch are used, each having a winch drum, wherein at least the first winch is designed as a freefall winch and the second winch is frictionally operable, characterized characterized in that a first end of the hoisting rope is connected to the winch drum of the first winch and that a second end of the hoisting rope is connected to the winch drum of the second hoist winch that the hoist rope is operated simultaneously with the two winches and that the first winch for lowering the is actuated by the two winches simultaneously operated hoist rope from a controller in a free fall mode, while the second winch is operated non-positively.
  • An advantageous embodiment of the method according to the invention is that a freefall brake, which at the at least one first winch is arranged, for free-running lowering of the hoist rope and the lifting element, which is movably arranged on the hoist rope with a rope bottle, wherein the at least one first winch is released during free-running lowering of the hoist rope of the free-fall brake.
  • monitoring sensors can monitor free-fall-critical machine status values for actuating the free-fall brake.
  • Such monitoring sensors may in particular be sensors which serve to determine speeds of machine components, or forces and / or loads which act on these machine components.
  • Machine status values provided by the monitoring sensors may be used to help a machine operator determine whether a free fall mode is feasible, that is, whether the free fall brake can be operated.
  • a further embodiment of the method is considered to be advantageous according to the invention, when the two winches are synchronized at a re-raising of the hoist rope and the lifting element, which is arranged on the hoist rope, after the free-running lowering of the hoist rope in a starting position of the winches before lowering and that the two cable winches are operated independently of each other when lowering and / or re-lifting the hoisting rope.
  • synchronizing the cable winches can be understood that they are operated at different Aufroll Anthonyen, thereby to produce a uniform distribution of the hoisting rope on the winches or winch drums in the starting position.
  • FIG. 1 A first embodiment of a construction machine according to the invention is described below in connection with Fig. 1 explained. It shows Fig. 1 a mast 10 of a construction machine not shown. The mast 10 may be pivoted and / or pivoted on the construction machine. The two articulation areas 40, 42 serve this purpose. The pole 10 can be telescopic or non-telescopic. Fig. 1 further shows the two winches 12, 14, which can be arranged on a support unit, not shown, of the construction machine. A hoist rope 20 is attached to the two winches 12, 14, the first winch 12 and the second winch 14. For winding the hoist rope 20, the first winch 12 and the second winch 14, a first winch drum 13 and a second winch drum 15.
  • the first winch drum 13 and the second winch drum 15 have the same diameter and axial dimensions.
  • the hoist rope 20 extends from a first end, which is connected to the first winch drum 13, via a first deflection roller 18 on the mast head 11 of the mast 10 via a second deflection roller 18 by a rope bottle 22 and again via a third deflection roller 18 and a fourth deflection roller 18 of the mast head 11 to the second winch drum 15, with which a second end of the hoisting rope is connected.
  • the first and fourth guide roller 18 are on the same side of the mast as the two winches 12, 14 and the second and third guide roller 18 on the same side of the mast 10 as the rope bottle 22.
  • a lifting element 30 is disposed on a lower side.
  • the tool can be arranged rigidly or movably on the rope bottle 22.
  • the first winch 12 may be formed as a free-fall with a free-fall brake, not shown.
  • Fig. 2 shows a perspective view of a hinge unit 24 with a lifting element 30.
  • the only difference of this second embodiment over the first in Fig. 1 embodiment shown is that in place of a rope bottle 22 as in the first embodiment, a hinge unit 24 is provided.
  • the hinge unit 24 is pivotally movable and thus movable to the indicated hoist rope 20.
  • the hoist rope 20 is in this case firmly connected to the hinge unit 24 in this embodiment, and it may be interrupted between the connection points.
  • the lifting element 30 serves, as in the first embodiment, the attachment of a tool.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Baumaschine mit einem Mast und einem Hubelement, welches entlang des Mastes mit einem Hubseil auf- und abbewegbar ist, welches mittels zweier Seilwinden betätigbar ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Auf- und Abbewegen eines Hubelementes bei einer Baumaschine, bei dem ein Hubseil mit zwei Seilwinden betätigt wird, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 11.
  • Zum Auf- und Abbewegen eines Werkzeuges oder einer Last mit einer Baumaschine kann an dieser eine Seilwinde mit einem Hubseil und einem Hubelement vorgesehen sein. Das Hubseil ist an einem Ende mit der Seilwinde verbunden und auf diese auf- und abwickelbar. An dem Hubelement ist das auf- und abwärts zu bewegende Werkzeug oder die Last angeordnet. Insbesondere zum Auf- und Abbewegen von schweren Werkzeugen, z.B. einem Hydraulikgreifer zum Erstellen einer Schlitzwand, oder von anderen großen Lasten werden die Enden des Hubseils jeweils mit einer Seilwinde verbunden. Die beiden Windenantriebe der Seilwinden werden synchron betrieben. Zum Auf- und Abbewegen des Werkzeuges oder der Last sind ferner annähernd dieselben Drehmomente an beiden Seilwinden durch die Windenantriebe bereitzustellen.
  • Ein Vorteil bei einem derartigen Verfahren zum Auf- und Abbewegen eines Werkzeuges oder einer Last besteht darin, dass nicht das gesamte Gewicht des Werkzeuges oder der Last von lediglich einer Seilwinde bewegt werden muss. Vielmehr kann das Gewicht von den zwei an der Baumaschine oder deren Mast befestigten Winden gemeinsam bewegt werden.
  • Baumaschinen mit zwei Seilwinden zum Auf- und Abbewegen eines Werkzeuges oder einer Last erlauben ein sicheres Arbeiten, insbesondere auch mit schweren Werkzeugen oder Lasten. Bei solchen Baumaschinen kann es sich zum Beispiel um einen Schlitzwandgreifer handeln, welcher einen Mast, eine Trägereinheit und einem fahrbaren Unterwagen aufweist.
  • Allerdings müssen zum Auf- und Abbewegen des Werkzeuges oder der Last die beiden Seilwinden einer solchen Baumaschine synchron, das heißt mit gleicher Auf- und Abrollgeschwindigkeit zum Heben und Senken des Werkzeuges oder der Last betrieben werden. Dabei erfolgt das Abrollen des Hubseiles von beiden Seilwinden beziehungsweise das Absenken des Werkzeuges oder der Last durch ein kraftschlüssiges Freigeben des Hubseiles von den Seilwinden in kontrollierter, jedoch zeitaufwändiger Art und Weise.
  • Aus der US 4,398,698 ist ein Kran mit einer Freifallwinde und einer Hilfswinde bekannt. Auf der Freifallwinde ist ein erstes Seil als Hubseil mit einem Haken aufgewickelt. Auf der Hilfswinde ist ein zweites Seil aufgewickelt, das an seinem freien Ende ebenfalls einen Haken aufweist. Beide Seile sind ausgehend von den Winden über einen teleskopischen Kranausleger geführt.
  • Auch in der WO 2006/013053 ist ein Kran mit zwei Winden beschrieben. Auf jeder dieser Winden ist ein Hubseil aufgewickelt Die beiden Hubseile sind an Ihren jeweiligen freien Enden mittels einem Falschenzugsystem jeweils mit einem Haken verbunden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Baumaschine und ein Verfahren zum Betätigen eines Hubseiles anzugeben, mit dem ein sicheres Auf- und Abbewegen eines Hubelementes besonders effizient ausgeführt werden kann.
  • Die Aufgabe wird nach der Erfindung zum einen durch eine Baumaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und zum anderen mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. Bevorzugte Ausführungen der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Die erfindungsgemäße Baumaschine weist einen Mast und ein Hubelement auf, welches entlang des Mastes mit einem Hubseil auf- und abbewegbar ist, und welche eine erste Seilwinde und eine zweite Seilwinde aufweist, wobei mindestens die erste Seilwinde als eine Freifallwinde ausgebildet ist und die zweite Seilwinde kraftschlüssig betreibbar ist und wobei die erste und zweite Seilwinde jeweils eine Windentrommel aufweisen. Ein erstes Ende des Hubseiles ist mit der Windentrommel der ersten Seilwinde verbunden und ein zweites Ende des Hubseiles ist mit der Windentrommel der zweiten Seilwinde verbunden, wobei das Hubseil gleichzeitig mittels der zwei Seilwinden betätigbar ist. Das gleichzeitig mittels der zwei Seilwinden betätigbare Hubseil ist bei der ersten Seilwinde freilaufend absenkbar. Ferner ist eine Steuerung vorgesehen, mit welcher die erste Seilwinde, welche als Freifallwinde ausgebildet ist, zum Absenken des von den zwei Seilwinden gleichzeitig betätigbaren Hubseiles in einen Freifallmodus schaltbar ist, während die zweite Seilwinde kraftschlüssig betrieben ist. Im Sinne der Erfindung kann unter einer Freifallwinde eine Winde verstanden werden, welche ein Hubseil freilaufend freigeben beziehungsweise abrollen kann. Das freilaufende Freigeben oder Abrollen kann dabei von der Gravitationskraft eines Werkzeuges oder einer Last erzeugt werden, welche mit dem Hubseil über ein Hubelement verbunden sein können.
  • Weiter kann im Sinne der Erfindung unter einem Freifallmodus ein Modus verstanden werden, bei dem ein Hubseil bei einem freilaufenden Absenken im Wesentlichen nicht gebremst oder in einer sonstigen Weise kraftschlüssig betrieben wird.
  • Ein Grundgedanke der Erfindung besteht darin, dass zum Absenken des Hubseiles die beiden Seilwinden asynchron, das heißt mit unterschiedlichen Abrollgeschwindigkeiten, betreibbar sind um das Absenken des Hubseiles mit einem daran befindlichen Hubelement, Werkzeug und/oder einer Last mit Freifallgeschwindigkeit zu ermöglichen. Durch das Betreiben einer ersten Seilwinde beim Absenken als Freifallwinde wird ein schnelles und effizientes Absenken erreicht. Die zweite Seilwinde kann als kraftschlüssig betriebene Winde ausgebildet sein, welche ein kontrolliertes Absenken ermöglicht. Dabei handelt es sich um einen kombinierten Betrieb einer Freifallwinde und einer Hubwinde. Bei der Erfindung wurde erkannt, dass durch ein solch asynchrones Betreiben zweier Winden ein Hubseil bei einem Absenken mit hoher Freifallgeschwindigkeit zuverlässig betrieben werden kann. Es ist auch die Kombination von zwei Freifallwinden möglich.
  • Unter der Freifallgeschwindigkeit im Sinne der Erfindung kann eine Geschwindigkeit verstanden werden, welche nahezu der Geschwindigkeit der freifallenden Masse des Hubelementes, des Werkzeuges und/oder der Last beim Absenken entspricht.
  • Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung bestehen darin, dass das Hubelement mit einer Seilflasche oder einer Gelenkeinheit beweglich an dem Hubseil angeordnet ist. Die Seilflasche kann dabei frei beweglich an dem Hubseil geführt sein oder die Gelenkeinheit kann beweglich an dem Hubseil angeordnet sein. Insbesondere zur Verbindung eines Werkzeuges oder einer Last mit dem Hubelement kann das Hubelement an der Seilflasche oder der Gelenkeinheit angelenkt sein. Durch das Anlenken des Hubelementes an der Seilflasche oder der Gelenkeinheit kann das Werkzeug oder die Last schwenkbar und/oder drehbar um eine oder mehrere Anlenkachsen zu dem Hubelement gelagert sein. Die Seilflasche dient zudem insbesondere einem Lastausgleich, das heißt die Last oder das Gewicht des Werkzeugs wird auf das Hubseil beziehungsweise die beiden Winden gleichmäßig übertragen. Bei einem Auf- und Abbewegen des Hubelementes beziehungsweise einem Absenken und Wiederanheben des Hubseiles kann mit der Seilflasche gewährleistet werden, dass auch bei einem asynchronen Betrieb der Winden, das heißt bei unterschiedlicher Ab- und Aufrollgeschwindigkeit der Winden, das Hubelement eine insbesondere spannungsfreie Auf- und Abwärtsbewegung entlang des Hubseiles erfahren kann. Dies trifft auch bei einem Absenken in Freifallgeschwindigkeit zu.
  • Grundsätzlich kann eine Seilflasche eine beliebige Seilumlenkung darstellen. Im Wesentlichen kann die Seilflasche dabei aus zwei gegenüberliegenden Flanschen bestehen, zwischen denen an einem Lager eine profilierte Rolle angeordnet ist, über die ein Hubseil umgelenkt werden kann. Die beiden Flansche können dabei aufklappbar angeordnet sein.
  • Für den Betrieb und die Wartung der Baumaschine ist es nach einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung vorteilhaft, dass das Hubseil aus mindestens zwei miteinander gekoppelten oder verbundenen Seilen gebildet ist. Die zwei miteinander gekoppelten oder verbundenen Seile können mit Seilverbindern verbunden oder mit Seilkopplern gekoppelt sein. Dabei sind die beiden Winden über die mindestens zwei miteinander gekoppelten oder verbundenen Seile verbunden. Diese Ausführungsvariante der Erfindung hat den Vorteil, dass bei einem Schaden oder bei Verschleißerscheinungen nicht das gesamte Hubseil sondern lediglich das beschädigte oder verschlissene einzelne Seil ausgetauscht werden kann, ohne dabei beide Seilverbindungen mit den beiden Winden lösen zu müssen. Bei der Verbindung von einzelnen Seilen mit einem Seilverbinder, welcher einen größeren Durchmesser als die Seile aufweist, kann der Seilverbinder auf der gegenüberliegenden Seite der Freifallwinde, das heißt auf der Seite der kraftschlüssigen Hubwinde, angeordnet werden. Dadurch wird das freie Durchlaufen des Hubseiles durch die Seilflasche beim Auf- und Abbewegen des Hubelementes entlang des Mastes nicht gestört. Bei zwei oder mehr Verbindungsstellen mit Seilverbindern können diese entlang des Hubseiles so angeordnet werden, dass das Auf- und Abbewegen des Hubelementes im Freifallmodus entsprechend begrenzt wird. Das bedeutet, dass eine Freifallhöhe durch die Länge des Seiles, welches in der Seilflasche geführt und von dieser umgelenkt wird und sich zwischen zwei Seilverbindern befindet, entsprechend abgeleitet werden kann. Zur Überwachung der Bewegung des Hubelementes zwischen Seilverbindern können auch Hubendschalter an dem Hubseil vorgesehen sein, welche die Position des Hubelementes, der Seilflasche und/oder der Gelenkeinheit überwachen. Die Hubendschalter können auch dazu dienen, bei einer kritischen Position des Hubelementes einen Alarm auszulösen.
    Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltungsvariante der erfindungsgemäßen Baumaschine ist dadurch gegeben, dass die Freifallwinde eine Freifallbremse aufweist, mit welcher die Freifallwinde zum freilaufenden Absenken des Hubseiles geöffnet werden kann und das freilaufende Hubseil durch Schließen der Freifallbremse wieder abbremsbar ist. Bei geschlossener, das heißt festgestellter Freifallbremse kann die Freifallwinde in einem kraftschlüssigen Modus betrieben werden. Zum Absenken des Hubseiles im freien Fall kann die Freifallbremse der Freifallwinde geöffnet werden. Die Freifallwinde kann somit sowohl in einem Freifallmodus als auch in einem kraftschlüssigen Modus oder Betrieb betrieben werden. Bei geöffneter Freifallbremse befindet sie sich in dem Freifallmodus und bei geschlossener Freifallbremse in dem kraftschlüssigen Modus. In dem kraftschlüssigen Modus kann die Winde entweder Seil abrollen, Seil aufrollen, hydraulisch gehalten oder mit einer Haltebremse blockiert sein.
  • Die beiden Winden beziehungsweise die beiden Windentrommeln können dabei grundsätzlich an einer beliebigen Stelle auf der Baumaschine angeordnet sein. Besonders bevorzugt ist dabei eine Anordnung parallel oder quer zu einer Schwenkachse des Mastes der Baumaschine. Die Windentrommeln sind ferner in der Seilwinde drehbar und axial gelagert und durch die Freifallbremse oder Haltebremse kraftschlüssig auf- und abrollbar oder blockierbar.
    Es kann sich nach einer Weiterbildung der Erfindung ein besonders zweckmäßiger Betrieb dadurch ergeben, dass nach einem Absenken des Hubseiles aus der Ausgangsstellung in eine Betriebsstellung bei der ersten Seilwinde eine größere Hubseillänge von der ersten Windentrommel abgewickelt ist als von der zweiten Windentrommel, und dass die beiden Seilwinden beim Wiederanheben des Hubseiles asynchron betreibbar sind, wobei beim Wiederanheben auch die erste Windentrommel eine größere Hubseillänge aufgewickelt wird als auf die zweite Windentrommel. In der Ausgangsstellung sind die Seilabschnitte des Hubseiles vorzugsweise gleichmäßig auf die erste und zweite Windentrommel verteilt. Dabei kann eine gleiche Anzahl von Wicklungen auf jeder Windentrommel vorliegen, wenn die Windentrommeln mit demselben Durchmesser vorgesehen sind. Wird das Hubseil in einem freien Fall abgesenkt, wird von der ersten Seilwinde, welche als Freifallwinde ausgebildet ist, eine größere Hubseillänge als von der zweiten Seilwinde, welche kraftschlüssig im Freifallmodus der ersten Seilwinde betreiben ist, abgewickelt. Neben einem solchen asynchronen Abrollen des Hubseiles in einem freien Fall kann auch vorgesehen sein, das Hubseil von beiden Windentrommeln in einem kraftschlüssigen Betrieb beider Winden mit unterschiedlichen Abrollgeschwindigkeiten abzuwickeln, wodurch ebenfalls unterschiedliche Hubseillängen beim Absenken abgewickelt werden können. Um nach einem Wiederaufrollen des Hubseiles auf die beiden Windentrommeln dieselbe Aufrolllänge des Hubseiles beziehungsweise die gleiche Anzahl von Wicklungen wie in der Ausgangsstellung wiederherzustellen, können die Seilwinden mit entsprechend unterschiedlichen Geschwindigkeiten so betrieben werden, dass bei Erreichen der Ausgangsstellung das Hubseil wieder gleichmäßig verteilt auf beiden Windentrommeln vorliegt.
  • Grundsätzlich ist unter einem asynchronen Betreiben der beiden Winden beziehungsweise der beiden Windentrommeln im Sinne der Erfindung zu verstehen, dass die beiden Winden beziehungsweise Windentrommeln mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten das Hubseil auf- oder abwickeln. Unterschiedliche Geschwindigkeiten können dabei aus zwei der nachfolgenden Geschwindigkeiten bestehen: Freifallgeschwindigkeit, Haltegeschwindigkeit (Geschwindigkeit gleich Null), einer ersten beliebigen Geschwindigkeit zwischen der Freifallgeschwindigkeit und der Haltegeschwindigkeit und einer zweiten beliebigen Geschwindigkeit zwischen der Freifallgeschwindigkeit und der Haltegeschwindigkeit, welche anders als die erste beliebigen Geschwindigkeit ist. Die Freifallgeschwindigkeit wird dabei durch die Gravität des Hubelementes beziehungsweise eines daran befestigten Werkzeugs oder einer Last bestimmt. Die Geschwindigkeit kann dabei insbesondere eine Geschwindigkeit sein, welche in etwa der Freifallgeschwindigkeit entspricht, jedoch geringfügig darunter liegt, um das Vorliegen eines Schlappseils beim Absenken des Hubseil zu verhindern. Hierfür kann eine Freifallbremse nur so weit gelöst werden, dass eine geringe Restreibung beim Abwickeln des Hubseiles von der Winde aufrechterhalten werden kann.
  • Die Erfindung besteht in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante darin bestehen, dass das Hubseil an mindestens zwei Umlenkrollen, welche an dem Mast angeordnet sind, umlenkbar ist und dass die mindestens zwei Umlenkrollen auf mindestens einer Kraftmessachse gelagert sind. Besonders bevorzugt sind dabei Umlenkrollen paarweise am Mastkopf des Mastes angeordnet. Durch das Vorsehen von mehreren Umlenkrollen am Mastkopf, insbesondere von mehreren Umlenkrollenpaaren, kann das Hubseil von der Baumaschine in eine auskragende Absenkstellung des Hubelementes beziehungsweise des Werkzeuges oder der Last gebracht werden. Durch die Lagerung der Umlenkrollen auf Kraftmessachsen, insbesondere der Lagerung eines Umlenkrollenpaares auf einer Kraftmessachse, können dabei wirkende äußere und innere Kräfte, welche an den Umlenkrollen angreifen, bestimmt und überwacht werden.
  • Zur messtechnischen Überwachung der Baumaschine und der von ihr ausführbaren Bauarbeiten ist es nach einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung vorteilhaft, dass die Baumaschine Sensoren aufweist, mit welchen eine Position des Hubelementes relativ zu einer Position der Baumaschine bestimmbar ist. Solche Sensoren können zum einen dazu dienen, die Position oder Stellung des Hubelementes beim Auf- und Abbewegen des Hubseiles zu messen und somit zu überwachen. Dies kann erfolgen wenn sich eine Winde in einem Freifallmodus befindet und das Hubelement in einem freien Fall abgesenkt wird. Zum anderen können solche Sensoren auch dazu dienen, beim Absenken des Hubelementes, zum Beispiel in ein Loch im Boden, die Absenkposition, zum Beispiel unter der Geländeoberfläche, zu bestimmen. Solche Sensoren können bevorzugt an den Winden vorgesehen sein und die Längen des abgewickelten Hubseiles von beiden Winden bestimmen und insbesondere in Echtzeit auswerten.
  • Dabei kann sich nach einer Weiterbildung der Erfindung ein besonders zweckmäßiger Betrieb dadurch ergeben, dass die Baumaschine Drehzahlgeber aufweist, mit welchen die Drehzahl mindestens einer der zwei Seilwinden bestimmbar ist. Die Drehzahlgeber, welche an den beiden Seilwinden vorgesehen sein können, erlauben es auch, die Geschwindigkeit des Hubelementes beim Auf- und Abbewegen zu bestimmen. Ferner können solche Drehzahlgeber oder Absolutgeber der Synchronisierung der Winden beim Wiederanheben des Hubelementes nach dessen Absenken im freien Fall dienen.
    Zur Gewährleistung einer hohen Flexibilität im Betrieb der Baumaschine ist es nach einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung als besonders vorteilhaft anzusehen, dass zumindest die erste Seilwinde sowohl als freie Fallwinde als auch als kraftschlüssige Winde betreibbar ist. Mit anderen Worten kann zumindest die erste Seilwinde neben einem kraftschlüssigen Betreiben auch in einen Freifallmodus geschaltet werden, bei der eine Freifallbremse gelöst wird.
    Grundsätzlich kann es sich bei der Baumaschine um eine beliebige Maschine zur Errichtung eines Bauwerks handeln, eine bevorzugte Ausbildungsvariante der Erfindung kann darin bestehen, die Baumaschine als Schlitzwandgreifer zum Ausheben von Bohrmaterial auszubilden, bei welcher ein Hydraulikgreifer an dem Hubelement angeordnet ist. Bei dem Hydraulikgreifer kann es sich um ein Werkzeug handeln, welches Bodenmaterial mit einer Abtragseinrichtung in einem unteren Bereichs des Greifers abträgt und an die Erdoberfläche transportiert. Als weiteres Werkzeug kann zum Beispiel ein Meisel vorgesehen sein.
    Hinsichtlich des Verfahrens wird die eingangs genannte Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass eine erste Seilwinde und eine zweite Seilwinde verwendet wird, welche jeweils eine Windentrommel aufweisen,wobei mindestens die erste Seilwinde als eine Freifallwinde ausgebildet ist und die zweite Seilwinde kraftschlüssig betreibbar ist,dadurch gekennzeichnet,dass ein erstes Ende des Hubseiles mit der Windentrommel der ersten Seilwinde verbunden wird und dass ein zweites Ende des Hubseiles mit der Windentrommel der zweiten Seilwinde verbunden wird,dass das Hubseil mit den zwei Seilwinden gleichzeitig betätigt wird und dass die erste Seilwinde zum Absenken des von den zwei Seilwinden gleichzeitig betätigten Hubseiles von einer Steuerung in einen Freifall modus geschaltet wird, während die zweite Seilwinde kraftschlüssig betrieben wird. Hierdurch wird erreicht, dass das Bewegen eines Hubelementes bei einer Baumaschine mit hoher Geschwindigkeit, insbesondere mit Freifallgeschwindigkeit, erfolgen kann. Es wird ferner erreicht, dass selbst bei einem Absenken des Hubseiles in Freifallgeschwindigkeit das Hubseil gleichzeitig kraftschlüssig mit einer zweiten Seilwinde verbunden bleiben kann.
  • Eine vorteilhafte Ausführungsvariante des Verfahrens besteht nach der Erfindung darin, dass eine Freifallbremse, welche an der mindestens einen ersten Seilwinde angeordnet ist, zum freilaufenden Absenken des Hubseiles und des Hubelementes, welches an dem Hubseil mit einer Seilflasche beweglich angeordnet ist, geöffnet wird, wobei die mindestens eine erste Seilwinde beim freilaufenden Absenken des Hubseiles von der Freifallbremse freigegeben wird. Beim freilaufenden Absenken des Hubseiles und des Hubelementes können zum Betätigen der Freifallbremse Überwachungssensoren freifallkritische Maschinenzustandswerte überwachen. Solche Überwachungssensoren können insbesondere Sensoren sein, welche dazu dienen, Geschwindigkeiten von Maschinenbauteilen, oder Kräfte und/oder Lasten, welche an diesen Maschinenbauteilen angreifen, zu bestimmen. Maschinenzustandswerte, welche von den Überwachungssensoren geliefert werden, können einem Maschinenoperateur dazu dienen zu entscheiden, ob ein Freifallmodus durchführbar ist, das heißt ob die Freifallbremse betätigt werden kann.
  • Eine weitere Ausführungsvariante des Verfahrens ist nach der Erfindung als vorteilhaft anzusehen, wenn die zwei Seilwinden bei einem Wiederanheben des Hubseiles und des Hubelementes, welches an dem Hubseil angeordnet ist, nach dem freilaufenden Absenken des Hubseiles in eine Ausgangsstellung der Seilwinden vor dem Absenken synchronisiert werden und dass die zwei Seilwinden bei einem Absenken und/oder einem Wiederanheben des Hubseiles unabhängig voneinander betrieben werden. Unter dem Synchronisieren der Seilwinden kann verstanden werden, dass sie mit unterschiedlichen Aufrollgeschwindigkeiten betrieben werden, um dadurch in der Ausgangsstellung eine gleichmäßige Verteilung des Hubseiles auf den Seilwinden beziehungsweise den Windentrommeln zu erzeugen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zwei bevorzugten Ausführungsbeispielen weiter erläutert, welche schematisch in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. Dabei zeigen
    • Fig. 1:
    eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Mast-Winden-Anordnung einer Baumaschine in einem ersten Ausführungsbeispiel mit einer Seilflasche; und
    Fig. 2:
    eine perspektivische Ansicht einer Gelenkeinheit anstelle der Seilflasche in einem zweiten Ausführungsbeispiel.
  • Eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Baumaschine wird nachfolgend im Zusammenhang mit der Fig. 1 erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 einen Mast 10 einer nicht weiter dargestellten Baumaschine. Der Mast 10 kann schwenkbar und/oder drehbar an der Baumaschine angelenkt sein. Hierfür dienen die beiden Anlenkbereiche 40, 42. Der Mast 10 kann teleskopierbar oder nicht-teleskopierbar sein. Fig. 1 zeigt ferner die beiden Winden 12, 14, welche an einer nicht dargestellten Trägereinheit der Baumaschine angeordnet sein können. Ein Hubseil 20 ist an den beiden Winden 12, 14, der ersten Seilwinde 12 und der zweiten Seilwinde 14 befestigt. Zum Aufwickeln des Hubseiles 20 weisen die erste Seilwinde 12 und die zweite Seilwinde 14 eine erste Windentrommel 13 und eine zweite Windentrommel 15 auf. Im Ausführungsbeispiel haben die erste Windentrommel 13 und die zweite Windentrommel 15 die gleichen Durchmesser und axiale Ausdehnungen. Das Hubseil 20 verläuft dabei von einem ersten Ende, welches mit der ersten Windentrommel 13 verbunden ist, über eine erste Umlenkrolle 18 am Mastkopf 11 des Mastes 10 über eine zweite Umlenkrolle 18 durch eine Seilflasche 22 und wieder über eine dritte Umlenkrolle 18 und eine vierte Umlenkrolle 18 des Mastkopfes 11 zu der zweiten Windentrommel 15, mit welcher ein zweites Ende des Hubseiles verbunden ist. Dabei befinden sich die erste und vierte Umlenkrolle 18 auf der gleichen Seite des Mastes wie die beiden Winden 12, 14 und die zweite und dritte Umlenkrolle 18 auf der gleichen Seite des Mastes 10 wie die Seilflasche 22. Dabei sind je zwei Umlenkrollen 18 am Mastkopf 11 gegenüberliegend auf einer Kraftmessachse 19 angeordnet. An der Seilflasche 22 ist an einer unteren Seite ein Hubelement 30 angeordnet. Das Hubelement 30, welches in Fig. 1 schematisch dargestellt ist, dient als Verbindungselement zum Anbringen eines nicht dargestellten Werkzeuges an der Seilflasche 22. Das Werkzeug kann dabei starr oder beweglich an der Seilflasche 22 angeordnet sein.
  • Zum frei laufenden Absenken des Hubelementes 30, der Seilflasche 22 und dem Werkzeug, kann die erste Seilwinde 12 als Freifallwinde mit einer nicht dargestellten Freifallbremse ausgebildet sein.
  • Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Gelenkeinheit 24 mit einem Hubelement 30. Der einzige Unterschied dieser zweiten Ausführungsform gegenüber der ersten in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform besteht darin, dass an Stelle einer Seilflasche 22 wie im ersten Ausführungsbeispiel vorhanden, eine Gelenkeinheit 24 vorgesehen ist. Die Gelenkeinheit 24 ist schwenkbar beweglich ausgebildet und somit zum angedeuteten Hubseil 20 beweglich. Das Hubseil 20 ist hierbei in diesem Ausführungsbeispiel mit der Gelenkeinheit 24 fest verbunden, und zwischen den Verbindungsstellen kann es unterbrochen sein. Das Hubelement 30 dient, wie im ersten Ausführungsbeispiel, der Befestigung eines Werkzeuges.

Claims (14)

  1. Baumaschine,
    welche einen Mast (10) und ein Hubelement (30) aufweist, welches entlang des Mastes (10) mit einem Hubseil (20) auf- und abbewegbar ist, und
    welche eine erste Seilwinde (12) und eine zweite Seilwinde (14) aufweist,
    wobei mindestens die erste Seilwinde (12) als eine Freifallwinde ausgebildet ist und die zweite Seilwinde (14) kraftschlüssig betreibbar ist und
    wobei die erste und zweite Seilwinde (12, 14) jeweils eine Windentrommel (13, 15) aufweisen,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein erstes Ende des Hubseiles (20) mit der Windentrommel (13) der ersten Seilwinde (12) verbunden ist und
    dass ein zweites Ende des Hubseiles (20) mit der Windentrommel (15) der zweiten Seilwinde (14) verbunden ist,
    dass das Hubseil (20) gleichzeitig mittels der zwei Seilwinden (12, 14) betätigbar ist,
    dass das gleichzeitig mittels der zwei Seilwinden (12, 14) betätigbare Hubseil (20) bei der ersten Seilwinde (12) freilaufend absenkbar ist und
    dass eine Steuerung vorgesehen ist, mit welcher die erste Seilwinde (12), welche als Freifallwinde ausgebildet ist, zum Absenken des von den zwei Seilwinden (12, 14) gleichzeitig betätigbaren Hubseiles (20) in einen Freifallmodus schaltbar ist, während die zweite Seilwinde (14) kraftschlüssig betrieben ist.
  2. Baumaschine nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Hubelement (30) mit einer Seilflasche (22) oder einer Gelenkeinheit (24) beweglich an dem Hubseil (20) angeordnet ist.
  3. Baumaschine nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Hubseil (20) aus mindestens zwei miteinander gekoppelten oder verbundenen Seilen gebildet ist.
  4. Baumaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Freifallwinde eine Freifallbremse aufweist, mit welcher die Freifallwinde zum freilaufenden Absenken des Hubseiles (20) geöffnet werden kann und das freilaufende Hubseil (20) durch Schließen der Freifallbremse wieder abbremsbar ist.
  5. Baumaschine nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass nach einem Absenken des Hubseiles (20) aus einer Ausgangsstellung in eine Betriebsstellung bei der ersten Seilwinde (12) eine größere Hubseillänge von der ersten Windentrommel (13) abgewickelt ist als von der zweiten Windentrommel (15), und
    dass die beiden Seilwinden (12, 14) beim Wiederanheben des Hubseiles (20) asynchron betreibbar sind, wobei beim Wiederanheben auf die erste Windentrommel (13) eine größere Hubseillänge aufgewickelt wird als auf die zweite Windentrommel (15).
  6. Baumaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Hubseil (20) an mindestens zwei Umlenkrollen (18), welche an dem Mast (10) angeordnet sind, umlenkbar ist und
    dass die mindestens zwei Umlenkrollen (18) auf mindestens einer Kraftmessachse (19) gelagert sind.
  7. Baumaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Baumaschine Sensoren aufweist, mit welchen eine Position des Hubelementes (30) relativ zu einer Position der Baumaschine bestimmbar ist.
  8. Baumaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Baumaschine Drehzahlgeber aufweist, mit welchen die Drehzahl mindestens einer der zwei Seilwinden (12, 14) bestimmbar ist.
  9. Baumaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zumindest die erste Seilwinde (12) sowohl als Freifallwinde als auch als kraftschlüssige Winde betreibbar ist.
  10. Baumaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    welche als Schlitzwandgreifer zum Ausheben von Bodenmaterial ausgebildet ist, bei welchem ein Hydraulikgreifer an dem Hubelement (30) angelenkt ist.
  11. Verfahren zum Auf- und Abbewegen eines Hubelementes (30) bei einer Baumaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
    bei dem eine erste Seilwinde (12) und eine zweite Seilwinde (14) verwendet wird, welche jeweils eine Windentrommel (13, 15) aufweisen,
    wobei mindestens die erste Seilwinde (12) als eine Freifallwinde ausgebildet ist und die zweite Seilwinde (14) kraftschlüssig betreibbar ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein erstes Ende des Hubseiles (20) mit der Windentrommel (13) der ersten Seilwinde (12) verbunden wird und
    dass ein zweites Ende des Hubseiles (20) mit der Windentrommel (15) der zweiten Seilwinde (14) verbunden wird,
    dass das Hubseil (20) mit den zwei Seilwinden (12, 14) gleichzeitig betätigt wird und
    dass die erste Seilwinde (12) zum Absenken des von den zwei Seilwinden (12, 14) gleichzeitig betätigten Hubseiles (20) von einer Steuerung in einen Freifallmodus geschaltet wird, während die zweite Seilwinde (14) kraftschlüssig betrieben wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Freifallbremse, welche an der mindestens einen ersten Seilwinde (12) angeordnet ist, zum freilaufenden Absenken des Hubseiles (20) und des Hubelementes (30), welches an dem Hubseil (20) mit einer Seilflasche (22) beweglich angeordnet ist, geöffnet wird, wobei die mindestens eine erste Seilwinde (12) beim freilaufenden Absenken des Hubseiles (20) von der Freifallbremse freigegeben wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die zwei Seilwinden (12, 14) bei einem Wiederanheben des Hubseiles (20) und des Hubelementes (30), welches an dem Hubseil (20) angeordnet ist, nach dem freilaufenden Absenken des Hubseiles (20), in eine Ausgangsstellung der Seilwinden (12, 14) vor dem Absenken synchronisiert werden, und
    dass die zwei Seilwinden (12, 14) bei einem Absenken und/oder einem Wiederanheben des Hubseiles (20) unabhängig voneinander betrieben werden.
  14. Verfahren zum Erstellen einer Schlitzwand mit einer Baumaschine nach Anspruch 10.
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