EP2999656B1

EP2999656B1 - Antriebsstrang für hubwerke

Info

Publication number: EP2999656B1
Application number: EP14704560.3A
Authority: EP
Inventors: Christof LAUTWEIN; Christian SPURA; Christoph Wagener
Original assignee: MAT Malmedie Antriebstechnik GmbH
Current assignee: MAT Malmedie Antriebstechnik GmbH
Priority date: 2013-05-21
Filing date: 2014-02-12
Publication date: 2017-07-05
Anticipated expiration: 2034-02-12
Also published as: CN105283406A; CA2908506C; DE102013209361A1; EP2999656A1; KR20160010497A; ES2642199T3; US10759638B2; US20160101969A1; CA2908506A1; HK1219088A1; KR101820530B1; CN105283406B; WO2014187578A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang für Hubwerke mit einem Antriebsmotor, einer mit diesem verbundenen Seiltrommel, einem zwischen dem Antriebsmotor und der Seiltrommel angeordneten Untersetzungsgetriebe, einer zwischen dem Antriebsmotor und dem Untersetzungsgetriebe vorgesehenen Betriebsbremse, einer Sicherheitsbremse sowie einer zwischen dem Antriebsmotor und der Betriebsbremse vorgesehenen automatischen Schubabschaltung.
Wenn Hubwerke für den Transport von gefährlichen Gütern vorgesehen sind, beispielsweise feuerflüssigen Massen oder auch radioaktiven Massen, ist in dem Antriebsstrang neben der Betriebsbremse in der Regel auch eine Sicherheitsbremse angeordnet. Die Sicherheitsbremse, die zur Not-Stopp-Bremsung dient, sitzt normalerweise auf der Welle der Seiltrommel.
Bekannte Antriebsstränge der genannten Art ( DE 10 2004 062 515 A1 und EP 1 661 845 A1 ) sind unter dem Produktnamen "Snag Overload System" auf dem Markt. Dieses bekannte System wird insbesondere im Zusammenhang mit Containerkränen angewandt. Ein "Snag Overload" an einem Containerkran bedeutet, dass beim Heben des Containers beispielsweise aus einem Schiffsrumpf selbiger verklemmen kann (snag), wobei beim Eintritt eines solchen Falls eine Kupplung die Verbindung zwischen Motor und Getriebe ganz oder teilweise löst. Es ist also eine Kupplung vorgesehen, die zur vollständigen oder zumindest teilweisen Trennung der Verbindung vorgesehen ist, ohne dass die Verbindung selbständig wieder hergestellt wird und das System anschließend weiterarbeiten kann. Insofern funktioniert dieses System folglich nur beim Heben einer Last, da beim Senken der Last eine Überlast durch Verklemmen nicht entstehen kann. Beim Senken würden in einem solchen Störungsfall allenfalls nur die Seile schlaff werden. Beim Heben und bei entsprechender Überlast wird der Motor vom Getriebe mittels der erwähnten Kupplung getrennt, und die Kupplung stellt die Verbindung nicht selbständig wieder her.
Wenn bei diesem Stand der Technik der Lastfall "SENKEN" vorliegt, und ein gleichzeitiges Not-Aus des Krans gemeldet wird, fallen die sogenannten Sicherheitsbremsen sehr schnell ein, auch wenn gleichzeitig die Motoren abgeschaltet werden. Die noch vorhandene Massenträgheit der rotierenden Motorteile, die eine hohe kinetische Energiequelle darstellen, schiebt an der Eingangswelle des Getriebes gegen die durch die Bremse blockierte Ausgangswelle des Getriebes, wodurch erhöhter Verschleiß und teilweise beachtliche Beschädigungen an den Zahnrädern des Getriebes auftreten können.
Der Anmeldungsgegenstand stellt dagegen auf ein gänzlich anderes technisches Problem ab.
Der Erfindung soll die Aufgabe zugrunde liegen, den mit der Lastrichtungsumkehr verbundenen Drehmomentenstoß im Lastfall "SENKEN" sowie die dadurch verursachten Verspannungen des Getriebes zu vermeiden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass zwischen dem Antriebsmotor und dem Untersetzungsgetriebe eine automatische Schubabschaltung vorgesehen ist, die im Lastfall "SENKEN" beim Einfallen der Betriebsbremse und/oder der Sicherheitsbremse anspricht.
Durch diese erfindungsgemäßen Merkmale werden die rotierenden Massen des Motors von dem Antriebsstrang getrennt. Durch diese Trennung werden Schäden im Antriebsstrang und insbesondere in dem Untersetzungsgetriebe verhindert. Zusätzlich bewirkt diese Trennung eine Verringerung des Anhalteweges des Hubwerkes bzw. der an dem Hubwerk hängenden Last.
Wenn man also zwischen Motor und Getriebe eine automatische Schubabschaltung vorsieht, die vorzugsweise als Überholkupplung ausgebildet ist, so funktioniert diese nur beim Senken der Last und gleichzeitigem Not-Aus. Bekanntlich gibt es bei Hubwerken immer nur eine Lastrichtung, d.h., dass der Freilauf immer geschlossen ist, und zwar unabhängig davon, ob der Motor in der einen oder anderen Richtung dreht.
Die Überholkupplung, die vorzugsweise als Freilauf ausgebildet ist, dreht im Lastfall "SENKEN" nur dann durch, wenn beim Senken gleichzeitig die Bremsen einfallen. In einer solchen Betriebssituation ist dann die Ausgangswelle des Getriebes völlig lastfrei.
Die in dem erfindungsgemäßen Antriebsstrang verwendeten Freiläufe können nach verschiedenen Konstruktionsmustern ausgebildet sein, wobei sie beispielsweise mit Klemmrollen, Klemmkörpern, Zahnscheiben, Schlingfedern oder Sperrklinken versehen sind. Eine besonders vorteilhafte und für den erfindungsgemäßen Anwendungsfall geeignete Konstruktion des Freilaufs ist ein Klemmrollenfreilauf, der nicht nur sehr wirksam ist, sondern auch völlig geräuschlos arbeitet.
Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielhaft veranschaulicht und im Nachstehenden im Einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben.
Nach der Zeichnung besteht der erfindungsgemäße Antriebsstrang für ein Hubwerk aus einem Antriebsmotor 1, einem Freilauf 2, einer Kupplung 3, einer Betriebsbremse 4, einem Untersetzungsgetriebe 5, einer Seiltrommel 6 sowie einer Sicherheitsbremse 7, die insbesondere beim Transport für gefährliche Güter vorgeschrieben ist. Die Sicherheitsbremse 7 sitzt auf der gleichen Welle 8 wie die Seiltrommel 6 und ist in dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel der Seiltrommel 6 nachgeschaltet.
Die Betriebsbremse 4 besteht aus einer Bremsscheibe 9, die zumindest auf einer Seite von einem Bremsgestell 10 mit entsprechenden Bremsbacken umgeben ist.
Die Sicherheitsbremse 7 umfasst ebenfalls eine Bremsscheibe 11, die an mindestens einer Stelle von einem Bremsgestell 12 umgeben ist, an welchem entsprechend betätigbare Bremsbacken vorgesehen sind.
Sowohl die Betriebsbremse 4 als auch die Sicherheitsbremse 7 sind in dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel nach Art einer Scheibenbremse ausgebildet.
Der zwischen dem Antriebsmotor 1 und der Kupplung 3 angeordnete Freilauf 2 ist zweckmäßig als geräuschlos arbeitender Klemmrollenfreilauf ausgebildet.
Die in der Zeichnung zwischen dem Freilauf 2 und der Betriebsbremse 4 angeordnete Kupplung 3 ist als starre Kupplung ausgebildet.
Alternativ kann die Kupplung 3 auch als elektrisch schaltbare, lösbare Kupplung ausgebildet sein, um den Antriebsmotor 1 von dem Untersetzungsgetriebe 5 zu trennen. Für diesen genannten Fall könnte auf einen Freilauf 2 verzichtet werden.
Wird beim Senken der angehängten Last ein Not-Stopp ausgelöst, werden die Betriebsbremse 4 und die Sicherheitsbremse 7 geschlossen. Aufgrund der üblichen Bremsendimensionierung benötigt die Sicherheitsbremse 7, die als Not-Aus-Stopp-Bremse dient, eine geringere Einfallzeit als die Betriebsbremse 4. Dadurch wird die Drehbewegung der Seiltrommel 6 gestoppt, bevor die Drehbewegung der Eingangswelle des Untersetzungsgetriebes zum Stillstand gekommen ist. Somit würde ohne die erfinderischen Maßnahmen ein Stoßmoment entstehen, welches in Gegenrichtung zu der eigentlichen Lastrichtung wirkt.
Dieses von der Schwungmasse des Antriebsmotors 1 übertragene Drehmoment bewirkt bei herkömmlichen Antriebssträngen eine stoßartige Richtungsumkehr des Drehmomentes im Getriebe. Der zeitliche Ablauf der Richtungsumkehr des Drehmomentes findet während der Einfallzeitdifferenz zwischen der Sicherheitsbremse 7 und der Betriebsbremse 4 statt.
Die der Lastrichtung entgegenwirkende Schwungmasse erzeugt dann bei den herkömmlichen Antriebssträngen in dem Untersetzungsgetriebe 5 einen Zahnflankenwechsel von der Lastflanke auf die Gegenflanke (rückwärtige Lastflanke). Hierdurch entsteht an der Gegenflanke ein Stoß, der bei den herkömmlichen Antriebssträngen zu einem erheblichen Getriebeschaden führen würde. Dieser Getriebeschaden kann von einer leichten Oberflächenschädigung der Zahnflanke bis hin zu einem Zahnbruch und damit zum Versagen des Getriebes führen.
Durch das Anordnen einer automatischen Schubabschaltung bzw. des Freilaufs 2 in dem erfindungsgemäßen Getriebestrang werden derartige Schädigungen sehr wirksam vermieden. Bereits beim Ansprechen der mit sehr kurzer Einfallzeit ausgerüsteten Sicherheitsbremse 7 wird der Freilauf 2 sofort bei Stillstand des Untersetzungsgetriebes 5 wirksam, d.h., dass das Drehmoment der trägen rotierenden Massen des Antriebsmotors 1 durch das Ansprechen des Freilaufs 2 nicht mehr auf das unmittelbar mit der Seiltrommel 6 verbundene Untersetzungsgetriebe 5 übertragen wird. Die Wirkung des Freilaufs 2 setzt sofort mit Betätigung der Sicherheitsbremse 7 ein, und zwar noch bevor die mit einer geringeren Einfallzeit versehene Betriebsbremse 4 greift.
Durch die Anordnung des Freilaufs 1 in dem erfindungsgemäßen Antriebsstrang ist folglich nur eine Drehmomentenrichtung vorgegeben, sodass im Falle einer Not-Stopp-Bremsung keine Beschädigungen des Untersetzungsgetriebes auftreten können. Durch die erfindungsgemäßen Merkmale kann somit ein entsprechender Antriebsstrang für Hubwerke wirksam gegen Beschädigungen geschützt werden, sodass dessen Lebensdauer erhöht wird.

Bezugszeichenliste

1: Antriebsmotor
2: Freilauf
3: Kupplung
4: Betriebsbremse
5: Untersetzungsgetriebe
6: Seiltrommel
7: Sicherheitsbremse
8: Welle der Seiltrommel 6
9: Bremsscheibe der Betriebsbremse 4
10: Bremsgestell der Betriebsbremse 4
11: Bremsscheibe der Sicherheitsbremse 7
12: Bremsgestell der Sicherheitsbremse 7

Claims

Antriebsstrang für Hubwerke mit einem Antriebsmotor (1), einer mit diesem verbundenen Seiltrommel (6), einem zwischen dem Antriebsmotor (1) und der Seiltrommel (6) angeordneten Untersetzungsgetriebe (5), einer zwischen dem Antriebsmotor (1) und dem Untersetzungsgetriebe (5) vorgesehenen Betriebsbremse (4), einer Sicherheitsbremse (7) sowie einer zwischen dem Antriebsmotor (1) und der Betriebsbremse (4) vorgesehenen automatischen Schubabschaltung, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Antriebsmotor (1) und dem Untersetzungsgetriebe (5) eine automatische Schubabschaltung vorgesehen ist, die im Lastfall "SENKEN" beim Einfallen der Betriebsbremse (4) und/oder der Sicherheitsbremse (7) anspricht.
Antriebsstrang für Hubwerke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen dem Antriebsmotor (1) und der Betriebsbremse (4) angeordnete Schubabschaltung als Überholkupplung ausgebildet ist.
Antriebsstrang für Hubwerke nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Überholkupplung als Freilauf (2) ausgebildet ist.
Antriebsstrang für Hubwerke nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Freilauf (2) als Klemmrollenfreilauf ausgebildet ist.