EP2226287B1 - Verfahren und Anordnung zur Beeinflussung der aufgenommenen Schüttmenge bei Hebezeugen - Google Patents
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- B66C3/12—Grabs actuated by two or more ropes
- B66C3/125—Devices for control
Definitions
- the invention relates to a method for influencing the Greifer spallvolumens in hoists with Zweimotorengreiferhubtechniken (locking and holding work), a corresponding system for data processing for performing the method and a corresponding computer program or a storage medium on which such a program is stored.
- the filling volume of the gripper In the case of lifting equipment for bulk material, it is important for economically optimal operation that the filling volume of the gripper always corresponds to the maximum filling weight, ie avoiding both underloading and overloading.
- the factors influencing the degree of filling are, for example, the density of the bulk material and friction-dependent factors (adhesion, cohesion, roughness of the bulk material).
- the density of the bulk material even with bulk material of the same kind, for example, is significantly influenced by the granularity or the water content. Tolerances of the bulk density, which lead to a mismatch of the gripper, let the turnover rate decrease by exceeding the allowable load torque and related interruption of the handling process. The reduction or avoidance of these interruptions not only has an impact on the handling capacity, but also on the service life of the crane system. Therefore, various measures have been taken in the past to adapt the gripper to the respective bulk material.
- the simplest measure is to adapt the gripper to the respective bulk material by changing the gripper shells, for example in DE 79 10 944 U1 a special gripper has been proposed.
- the change requires a lot of effort by additional working time, possibly an additional worker and the storage of several grippers. If only a short-term change in the bulk density is foreseeable, you will completely waive a change and take for the resulting under-utilization of the gripper operation in purchasing.
- Economic constraints limit the variety of variants of the gripper because of the high investment costs, so that the bulk density matched gripper meet only to a certain extent the tolerances of the bulk materials occurring in practice. A compromise between the volume of the gripper and the density of the bulk material is therefore always necessary in practice so far.
- the opening width is limited by adjustable mechanical limit stops (spread limiters), which, among other things, has the disadvantage that the opening of the gripper is also limited during emptying. All mechanical solutions are also, apart from the amount of work involved in an adjustment, anyway disadvantageous due to the rapid wear occurring the necessary limiting means.
- Desirable is a solution that provides a limitation of the filling amount of a designed for full load gripper alone by control measures.
- the object of the invention is to provide a method by means of which a handling process that reduces envelope load when using a gripper designed for full load alone can be reduced by control measures in order to ensure configured handling quantities, if necessary also for hoists with discharge-dependent load-bearing curves.
- the crane operator specifies a stored value for the respective bulk material for the holding torque and adapts the value if necessary with one or two gripper strokes.
- the value for the holding torque during the closing operation of the gripper can be changed by the higher-level control.
- it is adapted to the lifting height independently of the operator and, on the other hand, it can be readjusted automatically depending on the current load torque.
- the existing lifting height is detected by an existing displacement measuring system and compensated by adaptation of the associated rope length influence.
- the higher-level controller adapts the value for the holding torque in accordance with the current load torque, so that a correspondingly lower value for the gripper filling volume is predetermined given a higher crane discharge and thus reduced carrying capacity of the crane.
- Activation of the adapted limit occurs automatically on each gripper stroke after falling below an adjustable load comparator threshold of the weight of the gripper in conjunction with the initiation of the closing process.
- a data processing system, a computer program or a computer-readable storage medium, which contains a program for carrying out the method, are each set up in such a way that they perform the following measure:
- an upper limit of the moment is set for the holding, which is higher than a previously determined moment, which would be necessary only for the taut holding of the tethers.
- the torque limits in controlled speed controllers should not be chosen differently due to the approximately equal load distribution.
- the method has the advantage that the gripper no mechanical measures to limit or increase the capacity must be made.
- the filling quantity is set solely by a control technology intervention in the optimum height. Independently of the operator, the filling quantity is automatically adjusted depending on the lifting height and the load torque.
- the solution has the advantage that delicate ship floors or wagon floors are spared, since the gripping curve is already raised during closing and thus scrapes the gripper only with desired residual weight on the ground.
- the force of a holding work FH of a Zweimotorengreiferhubwerkes is detected by a load cell 1 and a closing mechanism FS by a load cell 2 in a load detection 3 and evaluated.
- the activation of the moment influencing takes place in a data processing system 5 by a load comparator 5a when it falls below an adjustable load threshold as a function of the grab own weight, while the gripper is deposited on the bulk material.
- the torque-forming torque is in a corresponding speed controller 6 for a holding motor 8 (three-phase motor or DC motor) during the closing process in a torque limiter 6a of the speed controller. 6 according to the invention reduced until the gripper is closed by a closing mechanism motor 10, which is controlled by a speed controller 7 or the lifting operation is initiated.
- the actual gripper load is compared with the maximum possible gripper load in the load comparator 5a and optionally adjusted in the multiplexer 5b, the torque limit of the maximum handling capacity of the hoist.
- the path detection for lifting height adaptation and subtraction (gripper closing angle) in the unit for lifting height detection 5c is realized by displacement sensors 9 and 11 and the associated evaluation software.
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beeinflussung des Greiferfüllvolumens bei Hebezeugen mit Zweimotorengreiferhubwerken (Schließwerk und Haltewerk), eine entsprechende Anlage zur Datenverarbeitung zur Durchführung des Verfahrens sowie ein entsprechendes Computerprogramm oder ein Speichermedium, auf dem ein solches Programm gespeichert ist.
- Bei Hebezeugen für Schüttgut kommt es für einen wirtschaftlich optimalen Betrieb darauf an, dass die Füllmenge des Greifers möglichst immer dem maximalen Füllgewicht entspricht, also sowohl Unterbelastung als auch Überbelastung vermieden werden. Den Füllungsgrad beeinflussende Größen sind zum Beispiel die Dichte des Schüttgutes sowie reibungsabhängige Faktoren (Adhäsion, Kohäsion, Rauhigkeit des Schüttgutes). Die Dichte des Schüttgutes, auch bei Schüttgut gleicher Art, wird beispielsweise wesentlich durch die Körnigkeit oder den Wassergehalt beeinflusst. Toleranzen der Schüttgutdichte, die zu einer Fehlanpassung des Greifers führen, lassen die Umschlagsleistung durch Überschreitungen des zulässigen Lastmomentes und damit verbundener Unterbrechung des Umschlagprozesses sinken. Die Reduzierung bzw. gänzliche Vermeidung dieser Unterbrechungen hat nicht nur Einfluss auf die Umschlagsleistung, sondern auch auf die Lebensdauer der Krananlage. Zur Anpassung des Greifers an das jeweilige Schüttgut sind in der Vergangenheit deshalb verschiedene Maßnahmen ergriffen worden.
- Die einfachste Maßnahme ist das Anpassen des Greifers an das jeweilige Schüttgut durch Wechseln der Greiferschalen, wozu beispielsweise in
DE 79 10 944 U1 ein spezieller Greifer vorgeschlagen wurde. Das Wechseln erfordert jedoch einen hohen Aufwand durch zusätzliche Arbeitszeit, gegebenenfalls eine zusätzliche Arbeitskraft sowie die Bevorratung mehrerer Greifer. Ist nur eine kurzzeitige Änderung der Schüttgutdichte absehbar, wird man auf einen Wechsel ganz verzichten und dafür die sich ergebende Minderauslastung des Greiferbetriebes in Kauf nehmen. Wirtschaftliche Zwänge begrenzen wegen des hohen Investitionsaufwandes die Variantenvielfalt der Greifer, so dass der Schüttgutdichte angepasste Greifer nur bis zu einem gewissen Grad den in der Praxis auftretenden Toleranzen der Schüttgüter genügen. Ein Kompromiss zwischen dem Volumen des Greifers und der Dichte des Schüttgutes ist daher in der Praxis bisher immer nötig. - Um dem abzuhelfen sind auch Maßnahmen bekannt geworden, mit einem einzigen Greifer auszukommen, dessen Aufnahmevolumen variabel ist. So sind verstellbare Randbleche am Greifer vorgeschlagen worden, die das Volumen gegebenenfalls vergrößern sollen.
- Umgekehrt ist auch eine verringerte Aufnahme von Schüttgut durch die Begrenzung des Öffnungswinkels des Greifers möglich. Die Öffnungsweite wird durch verstellbare mechanische Anschläge (spread limiters) begrenzt, was unter anderem den Nachteil hat, dass auch beim Entleeren die Öffnung des Greifers begrenzt wird. Alle mechanischen Lösungen sind außerdem, abgesehen von dem Arbeitsaufwand bei einer Verstellung, ohnehin nachteilig durch den auftretenden schnellen Verschleiß der notwendigen Begrenzungsmittel.
- Erstrebenswert ist eine Lösung, die eine Begrenzung der Füllmenge eines für Volllast ausgelegten Greifers allein durch steuerungstechnische Maßnahmen vorsieht.
- Nach
DE 20 41 393 A1 ist auch eine Lösung bekannt geworden, bei der die Öffnungsweite des Greifers durch die Greiferöffnungszeit beeinflusst werden soll. Bei Zweimotorenhubwerken moderner Bauart wird die Öffnungsgeschwindigkeit vom Kranführer stufenlos geregelt. Wegen der Variabilität der Geschwindigkeitsvorgaben käme es dann zu unterschiedlichen Öffnungswinkeln. - Nach
DD 288 138 A5 - Zur Erhöhung der Umschlagleistung bzw. zur Erfüllung projektierter Umschlagsmengen ist zunehmend auch die Ausnutzung der zulässigen Traglast von Kranen unter Berücksichtigung von Traglastkurven von Bedeutung.
- Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, mit dem einen Umschlagprozess mindernde Einflüsse bei Verwendung eines für Volllast ausgelegten Greifers allein durch steuerungstechnische Maßnahmen verringert werden, um projektierte Umschlagsmengen, gegebenenfalls auch bei Hebezeugen mit ausladungsabhängigen Traglastkurven, zu gewährleisten.
- Erfindungsgemäß wird bei einem Schließvorgang des Greifers für einen Kranbetrieb mit vermindertem Füllvolumen des Greifers eine einstellbare Grenze des für das Halten des Greifers benötigten Momentes (Haltewerk) gesetzt, die höher ist als das Moment, das allein für das Straffhalten der Halteseile nötig wäre.
- Bisher wird während eines Schließvorganges des Greifers für das Haltewerk ein Moment vorgegeben, das ein Schlaffwerden der Halteseile verhindert. Für einen Kranbetrieb, bei dem eine solche Dichte des Schüttgutes vorliegt, dass mit 100%igem Füllvolumen gearbeitet werden kann, also die Füllmenge nicht verringert werden muss, ist dieses Haltemoment weiterhin ausreichend. Liegt dagegen eine höhere Dichte des Schüttgutes vor, soll die aufgenommene Schüttgutmenge also verringert werden, wird ein höheres Haltewerksmoment vorgegeben. Damit kommt es bereits während des Schließvorganges des Greifers zur Anhebung der Greifkurve im Schüttgut, was wiederum zu einer verringerten Schüttgutaufnahme führt.
- Der Kranführer gibt für das jeweilige Schüttgut einen gespeicherten Wert für das Haltemoment vor und adaptiert den Wert gegebenenfalls mit ein oder zwei Greiferhüben. Die durch das Eigengewicht des Greifers auf das Schüttgut ausgeübte Kraft und zusätzlich die Kraft, die durch die Grabkurve des Greifers ein Einsinken des Greifers ermöglichen, führen für ein definiertes Schüttgut zu berechenbaren Füllvolumina des Greifers.
- In vorteilhafter Weise kann der Wert für das Haltemoment beim Schließvorgang des Greifers durch die übergeordnete Steuerung verändert werden. Auf diese Weise wird er einmal bedienerunabhängig an die Hubhöhe adaptiert, zum anderen kann er in Abhängigkeit vom aktuellen Lastmoment automatisch nachgeregelt werden.
- Da bei veränderter Hubhöhe durch die verkürzte oder verlängerte Seillänge eine veränderliche Seilkraft des Haltewerkes entgegenwirkt, kann die entsprechende Füllmenge im Greifer ungewollt erhöht oder abgesenkt werden. Um das zu verhindern, wird durch ein vorhandenes Wegmesssystem die aktuelle Hubhöhe erfasst und durch Adaption der damit verbundene Seillängeneinfluss kompensiert.
- Ähnliches gilt für die Berücksichtigung von Traglastkurven. Die übergeordnete Steuerung adaptiert den Wert für das Haltemoment entsprechend dem aktuellen Traglastmoment, so dass bei einer höheren Kranausladung und damit verringerter Tragfähigkeit des Kranes ein entsprechend geringerer Wert für das Greiferfüllvolumen vorgegeben wird.
- Die Aktivierung der adaptierten Grenze erfolgt bei jedem Greiferhub automatisch nach Unterschreitung einer einstellbaren Last-Komparatorschwelle der Gewichtskraft des Greifers in Verbindung mit der Einleitung des Schließvorganges.
- Mit dem Ende des Schließvorganges oder dem Einleiten einer Hubbewegung wird die Vorgabe des Haltemomentes zurückgenommen und die übliche Funktion wieder aufgenommen.
- Eine Datenverarbeitungsanlage, ein Computerprogramm oder ein computerlesbares Speichermedium, das ein Programm zur Durchführung des Verfahrens enthält, sind jeweils so eingerichtet, dass sie folgende Maßnahme durchführen:
- Bei einem Schließvorgang des Greifers für einen Kranbetrieb mit vermindertem Füllvolumen des Greifers wird für das Haltewerk eine obere Grenze des Momentes vorgegeben, die höher ist als ein zuvor ermitteltes Moment, das allein für das Straffhalten der Halteseile nötig wäre.
- Während der Hub- oder Senkbewegung beim Umschlag mit Zweimotorengreiferhubwerken sollten die Momentengrenzen in geregelten Drehzahlstellern wegen der annähernd gleichen Lastaufteilung nicht unterschiedlich gewählt werden.
- Das Verfahren hat den Vorteil, dass am Greifer keinerlei mechanische Maßnahmen zur Begrenzung oder Erweiterung der Füllmenge vorgenommen werden müssen. Die Füllmenge wird allein durch einen steuerungstechnischen Eingriff in der optimalen Höhe eingestellt. Bedienerunabhängig wird die Füllmenge hubhöhenabhängig und lastmomentabhängig automatisch nachgeregelt. Außerdem hat die Lösung den Vorteil, dass empfindliche Schiffsböden oder Waggonböden geschont werden, da die Greifkurve bereits während des Schließens angehoben wird und der Greifer somit nur mit erwünschter Restgewichtskraft auf dem Boden schabt.
- Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels noch näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt ein Blockschaltbild der Steuerungsbeeinflussung des Haltewerkes eines Zweimotorengreiferhubwerkes.
- Die Kraft eines Haltewerkes FH eines Zweimotorengreiferhubwerkes wird durch eine Kraftmessdose 1 und die eines Schließwerkes FS durch eine Kraftmessdose 2 in einer Lasterfassung 3 erfasst und ausgewertet.
- Die Aktivierung der Momentenbeeinflussung erfolgt in einer Datenverarbeitungsanlage 5 durch einen Lastkomparator 5a bei Unterschreitung einer einstellbaren Lastschwelle in Abhängigkeit vom Greifereigengewicht, während der Greifer auf dem Schüttgut abgesetzt wird.
- Durch die in einer Einheit zur Momentenvorwahl 4 vom Bediener vorgewählte Greiferfüllmenge, durch die Adaption des Seilgewichtseinflusses und des Greiferschließwinkels in einer Einheit zur Hubhöhenerfassung 5c und durch die Überwachung des zulässigen Lastmomentes des Hubwerkes wird in einem Multiplexer 5b der erforderliche Momentengrenzwert für das Haltewerk bestimmt.
- Das drehmomentbildende Moment wird in einem entsprechenden Drehzahlsteller 6 für einen Haltewerkmotor 8 (Drehstrommotor oder Gleichstrommotor) während des Schließvorganges in einem Momentenbegrenzer 6a des Drehzahlstellers 6 erfindungsgemäß verringert bis der Greifer durch einen Schließwerkmotor 10, der von einem Drehzahlsteller 7 gesteuert wird, geschlossen ist oder der Hubvorgang eingeleitet wird. Während des Entladeprozesses wird die tatsächliche Greiferauslastung mit der maximal möglichen Greiferauslastung im Lastkomparator 5a verglichen und gegebenenfalls im Multiplexer 5b die Momentengrenze der maximalen Umschlagsleistung des Hubwerks angepasst.
- Die Wegerfassung zur Hubhöhenadaption und Differenzbildung (Greiferschließwinkel) in der Einheit zur Hubhöhenerfassung 5c wird durch Wegsensoren 9 und 11 und die zugehörige Auswertesoftware realisiert.
-
- 1
- Kraftmessdose
- 2
- Kraftmessdose
- 3
- Lasterfassung
- 4
- Einheit zur Momentenvorwahl
- 5
- Datenverarbeitungsanlage
- 5a
- Lastkomparator
- 5b
- Multiplexer
- 5c
- Einheit zur Hubhöhenerfassung
- 6
- Drehzahlsteller
- 6a
- Momentenbegrenzer
- 7
- Drehzahlsteller
- 8
- Motor
- 9
- Wegsensor
- 10
- Motor
- 11
- Wegsensor
- FH
- Kraft des Haltewerkes
- FS
- Kraft des Schließwerkes
Claims (6)
- Verfahren zur Beeinflussung des Greiferfüllvolumens bei Hebezeugen mit Zweimotorengreiferhubwerken, dadurch gekennzeichnet, dass
bei einem Schließvorgang des Greifers für einen Kranbetrieb mit Vermindertem Füllvolumen des Greifers eine einstellbare Grenze des on einem Haltewerk für das Halten des Greifers benötigten Momentes gesetzt wird, die höher ist als das Moment, das allein für das Straffhalten der Halteseile nötig wäre, wodurch während des Schließvorgangs eine Greifkurve des Greifers angehoben wird und das Füllvolumen des Greifers vermindert wird. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert für das Haltemoment durch eine übergeordnete Steuerung an die aktuelle Hubhöhe adaptiert wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert für das Haltemoment durch eine übergeordnete Steuerung an das aktuelle Lastmoment adaptiert wird.
- Anordnung zur Beeinflussung des Greiferfüllvolumens bei Hebezeugen mit Zweimotorengreiferhubwerken, eine Datenverarbeitungsanlage umfassend, die derart eingerichtet ist, dass die folgende Maßnahme durchführbar ist:Bei einem Schließvorgang des Greifers für einen Kranbetrieb mit vermindertem Füllvolumen des Greifers wird für das Haltewerk eine obere Grenze des Momentes vorgegeben, die höher ist als ein zuvor ermitteltes Moment, das allein für das Straffhalten der Halteseile nötig wäre, wodurch während des Schließvorgangs eine Greifkurve des Greifers angehoben wird und das Füllvolumen des Greifers vermindert wird.
- Computerprogramm zur Beeinflussung des Greiferfüllvolumens bei Hebezeugen mit Zweimotorengreiferhubwerken, das es einem Computer erlaubt, nachdem es in den Speicher des Computers geladen wurde, die folgende Maßnahme durchzuführen:Bei einem Schließvorgang des Greifers für einen Kranbetrieb mit vermindertem Füllvolumen des Greifers wird für das Haltewerk eine obere Grenze des Momentes vorgegeben, die höher ist als ein zuvor ermitteltes Moment, das allein für das Straffhalten der Halteseile nötig wäre, wodurch während des Schließvorgangs eine Greifkurve des Greifers angehoben wird und das Füllvolumen des Greifers vermindert wird.
- Computerlesbares Speichermedium, auf dem ein Programm gespeichert ist, das es einem Computer ermöglicht, nachdem es in den Speicher des Computers geladen wurde, zur Beeinflussung des Greiferfüllvolumens bei Hebezeugen mit Zweimotorengreiferhubwerken die folgende Maßnahme durchzuführen:Bei einem Schließvorgang des Greifers für einen Kranbetrieb mit vermindertem Füllvolumen des Greifers wird für das Haltewerk eine obere Grenze des Momentes vorgegeben, die höher ist als ein zuvor ermitteltes Moment, das allein für das Straffhalten der Halteseile nötig wäre, wodurch während des Schließvorgangs eine Greifkurve des Greifers angehoben wird und das Füllvolumen des Greifers vermindert wird.
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