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DE102013219279A1 - Load-bearing damper and lifting device for suspended loads - Google Patents

Load-bearing damper and lifting device for suspended loads Download PDF

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DE102013219279A1
DE102013219279A1 DE201310219279 DE102013219279A DE102013219279A1 DE 102013219279 A1 DE102013219279 A1 DE 102013219279A1 DE 201310219279 DE201310219279 DE 201310219279 DE 102013219279 A DE102013219279 A DE 102013219279A DE 102013219279 A1 DE102013219279 A1 DE 102013219279A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
load
rotation
flywheel
motion damper
damper
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Withdrawn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
DE201310219279
Other languages
German (de)
Inventor
Andreas Oeder
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.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
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 Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority to DE201310219279 priority Critical patent/DE102013219279A1/en
Publication of DE102013219279A1 publication Critical patent/DE102013219279A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66CCRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00Other constructional features or details
    • B66C13/04Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack
    • B66C13/06Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack for minimising or preventing longitudinal or transverse swinging of loads

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control And Safety Of Cranes (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Lastbewegungsdämpfer 3, 30 mit einem ersten Sensor 22 zur Detektion einer Lastdrehung oder Lastbeschleunigung um eine Lastdrehachse. Es soll ein Lastbewegungsdämpfer 3, 30 erzielt werden, der eine ungewollte Lastdrehung effektiv verhindern oder dämpfen kann, aber vergleichsweise einfach zu einzusetzen und herzustellen ist. Dazu wird vorgeschlagen, dass der Lastbewegungsdämpfer 3, 30 ein derart orientiertes, erstes Schwungrad 26, 31 aufweist, sodass eine Drehbewegung des Schwungrads 26, 31 der Lastdrehung entgegenwirkt. Des Weiteren beinhaltet die Erfindung eine Hebevorrichtung, insbesondere einen Kran, mit einem derartigen Lastbewegungsdämpfer 3, 30.The invention relates to a load motion damper 3, 30 with a first sensor 22 for detecting a load rotation or load acceleration about a load axis of rotation. It is a load motion damper 3, 30 can be achieved, which can effectively prevent or attenuate unwanted load rotation, but is relatively easy to use and manufacture. For this purpose, it is proposed that the load motion damper 3, 30 has such a oriented, first flywheel 26, 31, so that a rotational movement of the flywheel 26, 31 counteracts the load rotation. Furthermore, the invention includes a lifting device, in particular a crane, with such a load motion damper 3, 30.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft einen Lastbewegungsdämpfer mit einem ersten Sensor zur Detektion einer Lastdrehung oder Lastbeschleunigung um eine Lastdrehachse. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Hebevorrichtung mit einem derartigen Lastbewegungsdämpfer.The invention relates to a load motion damper with a first sensor for detecting a load rotation or load acceleration about a load axis of rotation. Furthermore, the invention relates to a lifting device with such a load motion damper.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Hängende Lasten kommen in technischen Gebieten wie zum Beispiel dem Transportwesen oder Bauwesen vor. Im Bauwesen werden beispielsweise Baustoffe, Werkzeuge und andere Materialien mittels Kränen oder anderen Hebevorrichtungen auf Baustellen bewegt beziehungsweise in große Höhen oder Tiefen befördert. Dabei werden freihängende Lasten an ein Seil, insbesondere einem Stahlseil, befestigt, wobei eine kontrollierte Verlängerung oder Verkürzung des Seiles zu einer Hebebewegung der Last führt.Hanging loads occur in technical fields such as transportation or construction. In construction, for example, building materials, tools and other materials are moved to construction sites by means of cranes or other lifting devices or conveyed to great heights or depths. In this case, freely suspended loads are attached to a cable, in particular a steel cable, wherein a controlled extension or shortening of the cable leads to a lifting movement of the load.

Die Aufhängung an Seilen ist insoweit kritisch, als dass Umwelteinflüsse während des Hebevorgangs auf die Positionierung der Last Einfluss nehmen können. Beispielsweise werden in Containerhafen Container präzise in eine Haltevorrichtung oder anderweitige Verankerungen gesetzt, um beispielsweise im Frachtraum eines Schiffes während des Transportes nicht zu verrutschen. Auch im Hafen ist eine genaue Positionierung erforderlich, sodass eine Ordnungssystematik der Container beibehalten werden kann. Durch die Aufhängung an Seilen während des Hebevorgangs besteht jedoch die Gefahr, dass sich die Last in unkontrollierbarer Weise um eine Achse dreht, sodass die gewünschte Positionierung nicht mehr möglich ist oder unter dem Einsatz von weiteren Hilfsmitteln mühsam herbeigeführt werden muss.The suspension on ropes is critical insofar as environmental influences during the lifting process can influence the positioning of the load. For example, containers are placed in a container harbor precisely in a holding device or other anchorages, for example, to not slip in the hold of a ship during transport. Even in the port exact positioning is required, so that a classification system of the container can be maintained. However, by suspending ropes during lifting, there is a risk that the load will rotate in an uncontrollable manner about an axis, so that the desired positioning is no longer possible or must be tediously brought about using other tools.

Aus DE 198 26 695 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ausregelung eines Verdrehwinkels einer Last bekannt, womit eine rotative Regelabweichung detektiert und kompensiert werden kann. Die Last kann damit in Bezug zu ihrer Lastdrehachse in einem Gleichgewicht gehalten werden, wie es für die optimale Positionierung der Last erforderlich ist.Out DE 198 26 695 A1 For example, a method and a device for regulating a twist angle of a load are known, with which a rotary control deviation can be detected and compensated. The load can thus be kept in balance with respect to its load axis of rotation, as required for optimal positioning of the load.

Aus DE 10 2007 039 408 A1 wird alternativ eine Konstruktion mit einer Mehrzahl von Seilen vorgeschlagen, die eine Positionierung der Last vorgeben beziehungsweise Umwelteinflüssen entgegenwirken können.Out DE 10 2007 039 408 A1 Alternatively, a construction with a plurality of cables is proposed, which can specify a positioning of the load or counteract environmental influences.

An den bisherigen Lösungen des Standes der Technik ist problematisch, dass man einen sehr grollen Aufwand betreibt, der insbesondere bei Kränen eine Vielzahl von zuführenden Seilen erforderlich macht und damit in der Regel zu einer sehr kostspieligen Lösung zur genauen Positionierung von hängenden Lasten führt.The previous solutions of the prior art is problematic that it operates a very gruff effort, which makes a variety of feeding ropes required especially for cranes and thus usually leads to a very costly solution for accurate positioning of suspended loads.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Lastenschwingungsdämpfer dahingehend zu verbessern, dass zur Positionierung von hängenden Lasten ein geringerer Aufwand betrieben werden muss, um die erforderliche Positioniergenauigkeit zu erreichen.The object of the invention is to improve load vibration damper to the effect that for the positioning of suspended loads a lesser effort must be operated to achieve the required positioning accuracy.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Die Aufgabe wird bei einem Lastbewegungsdämpfer der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Lastbewegungsdämpfer ein derart orientiertes, erstes Schwungrad aufweist, das eine Drehbewegung des Schwungrads der Lastdrehung entgegenwirkt. Um der Lastdrehung entgegenzuwirken, die durch Umwelteinflüsse hervorgerufen worden ist, ist es erforderlich, dass die Drehbewegung des Schwungrads um eine Achse stattfindet, die nicht ausschließlich senkrecht zur Lastdrehachse angeordnet ist. Sobald beide Achsen zumindest komponentenweise gerichtet sind, oder beispielsweise nur einen geringen Winkel miteinander ausbilden, kann zumindest eine Komponente der Drehbewegung des Schwungrades auf die hängede Last übertragen werden. Dabei wird das Prinzip der Drehimpulserhaltung angewendet, wobei das erste Schwungrad einen Drehimpuls generiert, der von der hängenden Last aufgenommen wird.The object is achieved in a load motion damper of the type mentioned above in that the load motion damper has such an oriented, first flywheel, which counteracts a rotational movement of the flywheel of the load rotation. To counteract the load rotation which has been caused by environmental influences, it is necessary that the rotational movement of the flywheel takes place about an axis which is not arranged exclusively perpendicular to the load axis of rotation. Once both axes are directed at least component wise, or for example, only form a small angle with each other, at least one component of the rotational movement of the flywheel can be transferred to the suspended load. In this case, the principle of angular momentum conservation is applied, wherein the first flywheel generates an angular momentum which is absorbed by the suspended load.

Da das erste Schwungrad vorteilhafterweise eine geringere Masse aufweist als die hängende Last, ist es auch möglich, dass das erste Schwungrad eine schnellere Drehbewegung ausführt, als die hängende Last bei einer Kompensations- oder Dämpfungsbewegung.Since the first flywheel advantageously has a lower mass than the suspended load, it is also possible that the first flywheel performs a faster rotational movement than the suspended load in a compensation or damping movement.

Der erste Sensor ist dazu vorgesehen eine Lastdrehung oder auch nur eine Lastbeschleunigung zu detektieren. Stellt er eine ungewollte Lastdrehung oder eine ungewollte Lastbeschleunigung fest, kann durch die Generierung eines Drehimpulses mittels des ersten Schwungrades eine Gegendrehbewegung generiert werden, die die ungewollte Lastdrehung oder ungewollte Lastbeschleunigung kompensiert. Alternativ kann die Lastbeschleunigung gemessen werden, wobei die hängende Last keine Lastdrehung ausführt, aber die Kompensation oder die Dämpfung der Lastbeschleunigung gewährleistet ist. Damit kann verhindert werden, dass die hängende Last in eine gedämpfte Schwingung versetzt wird, die im Hinblick auf die Positionierung der Last immer noch bedenklich sein kann. Stattdessen findet die Lastdrehung gar nicht mehr statt, weil sie bereits durch die Kompensation der Lastbeschleunigung gar nicht erst entsteht.The first sensor is intended to detect a load rotation or even a load acceleration. If it detects an unwanted load rotation or an unwanted load acceleration, by generating an angular momentum by means of the first flywheel counter-rotation can be generated, which compensates for the unwanted load rotation or unwanted load acceleration. Alternatively, the load acceleration may be measured, with the suspended load performing no load rotation, but the compensation or damping of the load acceleration is ensured. This can be prevented that the suspended load is placed in a damped vibration, which can still be questionable in terms of the positioning of the load. Instead, the load rotation no longer takes place, because they already does not even arise due to the compensation of the load acceleration.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weist der Lastbewegungsdämpfer ein zweites Schwungrad auf, wobei das zweite Schwungrad derart angeordnet ist, dass es ebenfalls der Lastdrehung entgegenwirkt. Das zweite Schwungrad kann beispielsweise derart eingesetzt werden, dass die zweite Drehachse des zweiten Schwungrades senkrecht zur ersten Drehachse des ersten Schwungrades angeordnet ist. Auf diese Weise können Lastdrehungen kompensiert werden, die in einer Ebene angeordnet sein können. Deshalb ist es denkbar eine Lastbewegungsdämpfung durchzuführen, bei der die Last unterschiedliche Formen annimmt und die jeweilige Lastdrehachse anders orientiert ist.In an advantageous embodiment, the load motion damper on a second flywheel, wherein the second flywheel is arranged such that it also counteracts the load rotation. The second flywheel may for example be used such that the second axis of rotation of the second flywheel is arranged perpendicular to the first axis of rotation of the first flywheel. In this way, load rotations can be compensated, which can be arranged in one plane. Therefore, it is conceivable to perform a load motion damping, in which the load assumes different shapes and the respective load axis of rotation is oriented differently.

Alternativ ist es denkbar, für besonders massereiche Lasten das zweite Schwungrad derart anzuordnen, dass die erste Drehachse und die zweite Drehachse der beiden Schwungräder parallel zueinander angeordnet sind. In diesem Fall wird verhindert, dass die Schwungräder zu besonders hohen Frequenzen beschleunigt werden müssen. Damit wird die Wirkung des ersten Schwungrades mittels des zweiten Schwungrades unterstützt.Alternatively, it is conceivable for particularly massive loads to arrange the second flywheel so that the first axis of rotation and the second axis of rotation of the two flywheels are arranged parallel to each other. In this case, it is prevented that the flywheels must be accelerated to particularly high frequencies. Thus, the effect of the first flywheel is supported by means of the second flywheel.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weisen das erste und zweite Schwungrad Drehachsen auf, die zusammen einen Winkel aufspannen, insbesondere zueinander senkrecht stehen. Auf diese Weise ist es möglich auf eine Vielzahl von Umwelteinflüssen, gegebenenfalls chaotischen Ursprungs flexibel zu begegnen.In an advantageous embodiment, the first and second flywheel on axes of rotation, which together span an angle, in particular are mutually perpendicular. In this way, it is possible to flexibly counteract a multiplicity of environmental influences, optionally of chaotic origin.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist mittels des ersten und gegebenenfalls mittels eines zweiten Sensors eine Ist-Position der Last feststellbar und mit einer Soll-Position vergleichbar. Somit ist es möglich festzustellen, welchen Effekt die Umwelteinflüsse auf die hängende Last bereits gehabt haben, um die Stärke der ausstehenden Dämpfung oder Kompensation mittels des ersten und/oder zweiten Schwungrades festzustellen. Dabei kann die Diskrepanz der Ist-Position mit der Soll-Position zugrunde gelegt werden oder auch die Zeitdauer, die benötigt wurde, um von der Soll-Position in die Ist-Position zu gelangen.In an advantageous embodiment, by means of the first and optionally by means of a second sensor, an actual position of the load can be detected and compared with a desired position. Thus, it is possible to determine what effect the environmental influences on the suspended load have already had to determine the strength of the outstanding damping or compensation by means of the first and / or second flywheel. In this case, the discrepancy of the actual position with the target position can be used or the time that was required to move from the desired position to the actual position.

Vorteilhafterweise ist der Lastbewegungsdämpfer dazu vorgesehen die hängende Last in der Soll-Position zu stabilisieren. Der Lastbewegungsdämpfer agiert damit selbsttätig in Abhängigkeit des Sensorsignals des ersten Sensors und gegebenenfalls in Abhängigkeit von mehreren Sensorsignalen. Aus dem Sensorsignal beziehungsweise aus den Sensorsignalen können die Betriebsbedingungen für das erste Schwungrad und/oder das zweite Schwungrad ermittelt werden, um eine Stabilisierung in der Soll-Position zu erreichen. Eine Stabilisierung kann insbesondere dadurch geschehen, dass entweder das erste und/oder zweite Schwungrad während der Positionierung der Last eine gewisse Geschwindigkeit aufweisen/aufweist und der vorliegende Drehimpuls zur Stabilisierung der Last eingesetzt wird oder dadurch, dass das erste und/oder das zweite Schwungrad erst dann beschleunigt wird, wenn ein Umwelteinfluss, wie zum Beispiel eine Windböe oder dergleichen, auf die Last einwirkt.Advantageously, the load motion damper is intended to stabilize the suspended load in the desired position. The load motion damper thus acts automatically as a function of the sensor signal of the first sensor and possibly as a function of a plurality of sensor signals. From the sensor signal or from the sensor signals, the operating conditions for the first flywheel and / or the second flywheel can be determined in order to achieve a stabilization in the desired position. A stabilization can be done in particular in that either the first and / or second flywheel during the positioning of the load have a certain speed / and the present angular momentum is used to stabilize the load or in that the first and / or the second flywheel first is then accelerated when an environmental impact, such as a gust of wind or the like, acts on the load.

Vorteilhafterweise wird das erste und/oder das zweite Schwungrad vor der Lastendrehung oder Lastbeschleunigung beschleunigt oder während der Lastendrehung beziehungsweise Lastenbeschleunigung beschleunigt. Die Beschleunigung vor der Lastendrehung oder Lastenbeschleunigung nutzt das Prinzip einer Stabilisierung im Raum durch den Kreiseleffekt, wie er beispielsweise in Trägheitsmessgeräten genutzt wird. Durch ein hohes Beharrungsvermögen gegenüber Lageänderungen im Raum wird die Stabilisierung durch das Schwungrad, welches auch als Kreisel angesehen werden kann, erzielt.Advantageously, the first and / or the second flywheel is accelerated before the load rotation or load acceleration or accelerated during load rotation or load acceleration. The acceleration before the load rotation or load acceleration uses the principle of a stabilization in space by the gyro effect, as it is used for example in inertial measurement. By a high inertia to changes in position in space, the stabilization is achieved by the flywheel, which can also be regarded as a gyroscope.

Die Beschleunigung des ersten und/oder zweiten Schwungrades während der Lastendrehung beziehungsweise Lastenbeschleunigung verwendet das Prinzip der Drehimpulserhaltung an, wenn der Drehimpuls vom jeweiligen Schwungrad auf die Last übertragen wird, um diese im Raum zu stabilisieren.The acceleration of the first and / or second flywheel during load rotation or load acceleration uses the principle of angular momentum conservation when the angular momentum from the respective flywheel is transmitted to the load to stabilize it in space.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform stammt die Energie zur Beschleunigung des ersten und/oder zweiten Schwungrades aus einem Akkumulator, wobei kinetische Energie des ersten und/oder zweiten Schwungrades als elektrische Energie im Akkumulator speicherbar ist. Es ist also möglich eine Bremsung des ersten und/oder zweiten Schwungrades umzusetzen und dabei Energie einzusparen. Der Akkumulator kann die einzige Energiequelle bilden, die vor dem Einsatz des Lastbewegungsdämpfers aufgeladen wird und sich beim fortlaufenden Betrieb abwechselnd entlädt sowie auflädt. Folglich ist es vorteilhaft einen Anschluss zur elektrischen Aufladung am Lastenbewegungsdämpfer vorzusehen, damit der Lastenbewegungsdämpfer zumindest in der Anfangsphase des Betriebes Energie im Akkumulator gespeichert ist.In an advantageous embodiment, the energy for accelerating the first and / or second flywheel comes from an accumulator, wherein kinetic energy of the first and / or second flywheel is stored as electrical energy in the accumulator. It is thus possible to implement a braking of the first and / or second flywheel while saving energy. The accumulator may be the only source of energy that is charged prior to deployment of the load mover and alternately discharges and charges as it continues to operate. Consequently, it is advantageous to provide a connection for electrical charging on the load motion damper, so that the load motion damper is stored in the accumulator at least in the initial phase of operation energy.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Lastenschwingungsdämpfer als Modul ausgeführt, welches die Lastendrehung oder die Lastbeschleunigung um eine beliebige Achse dämpft oder sogar verhindert. Das Modul kann dabei derart an einer Last befestigt werden, sodass eine bestimmte Lastdrehrichtung durch das Modul effektiv unterdrückt wird. Somit ist das Modul zur Lastenschwingungsdämpfung für eine Lastdrehachse einsetzbar, die dadurch ausgewählt wird, indem das Modul mit einer entsprechenden Orientierung an der Last befestigt wird und die Drehachse des ersten Schwungrades optimal ausgerichtet werden kann.In an advantageous embodiment of the load vibration damper is designed as a module which attenuates the load rotation or the load acceleration about an arbitrary axis or even prevented. In this case, the module can be fastened to a load such that a specific direction of load rotation is effectively suppressed by the module. Thus, the load-vibration damping module can be used for a load rotation axis selected by placing the module with a corresponding orientation on the load is attached and the axis of rotation of the first flywheel can be optimally aligned.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Lastenschwingungsdämpfer dazu vorgesehen an einer Last- oder einer Hebevorrichtung befestigt zu werden. Dies kann beispielsweise durch eine Verschraubung oder alternativ durch einen entsprechend starken Magneten geschehen, der eine Kopplung zwischen dem Lastenschwingungsdämpfer und der Last herstellt.In an advantageous embodiment of the load vibration damper is intended to be attached to a load or a lifting device. This can be done for example by a screw or alternatively by a correspondingly strong magnet, which establishes a coupling between the load vibration damper and the load.

Die Aufgabe wird des Weiteren gelöst durch eine Hebevorrichtung, insbesondere einen Kran mit einem Lastenschwingungsdämpfer gemäß der Erfindung. Dabei ist es nicht zwingend erforderlich, dass der Lastenschwingungsdämpfer flexibel an der Hebevorrichtung oder an der Last angebracht werden kann, sondern der Lastenschwingungsdämpfer kann auch in die Hebevorrichtung integriert sein. Es ist lediglich erforderlich, dass während des Hebevorgangs der Lastenschwingungsdämpfer zumindest mittelbar mit der Last gekoppelt also an dieser fest ist, um einen Drehimpuls übertragen zu können.The object is further achieved by a lifting device, in particular a crane with a load vibration damper according to the invention. It is not absolutely necessary that the load vibration damper can be flexibly attached to the lifting device or to the load, but the load vibration damper can also be integrated into the lifting device. It is only necessary that during the lifting operation of the load vibration damper at least indirectly coupled to the load so it is fixed to transmit an angular momentum can.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen und bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung sind der Figurenbeschreibung und/oder den Unteransprüchen zu entnehmen.Further advantageous embodiments and preferred developments of the invention can be taken from the description of the figures and / or the subclaims.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert.In the following the invention will be described and explained in more detail with reference to the embodiments illustrated in the figures.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Es zeigen:Show it:

1 eine hängende Last mit Stabilisator, 1 a hanging load with stabilizer,

2 eine zweite hängende Last mit Sensor und Schwungrad, 2 a second hanging load with sensor and flywheel,

3 einen Stabilisator mit zwei Schwungrädern, 3 a stabilizer with two flywheels,

4A eine Veranschaulichung einer Ist-Position und einer Soll-Position einer hängenden Last nach einer Lastendrehung, 4A an illustration of an actual position and a desired position of a suspended load after a load rotation,

4B ein Flussdiagramm einer Stabilisationsregelung. 4B a flow chart of a stabilization control.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

1 zeigt eine hängende Last 1, wie sie beispielsweise in Containerbahnhöfen oder Baustellen beim Einsatz von Lastkränen vorkommt. Die hängende Last 1 wird mittels eines Stahlseiles 2 in der Luft gehalten und auch bewegt. 1 shows a hanging load 1 , as it occurs, for example, in container terminals or construction sites when using load cranes. The hanging load 1 is by means of a steel cable 2 kept in the air and also moved.

Der Stabilisator 3 wurde vor dem Aufnehmen der Last 1 an derselben befestigt und beinhaltet einen ersten Sensor und wenigstens ein erstes Schwungrad. Es handelt sich beim Stabilisator 3 um einen Lastbewegungsdämpfer 3, der die ungewollte Bewegung gar nicht erst aufkommen lässt, sondern schon an der Lastenbeschleunigung erkennt welche Kräfte auf die Last 1 wirken, um diese mit einem im ersten nicht abgebildeten) Schwungrad generierten Drehimpuls zu kompensieren.The stabilizer 3 was before picking up the load 1 attached thereto and includes a first sensor and at least a first flywheel. It is the stabilizer 3 around a load motion damper 3 , which does not even let the unwanted movement, but already at the load acceleration recognizes which forces on the load 1 act to compensate for this with an angular momentum generated in the first not shown) flywheel.

Grundsätzlich kann sich die hängende Last 1 um mindestens eine der gezeigten Körperachsen X, Y, Z drehen. Die von der hängenden Last 1 gewählte Drehachse mit einer der genannten Körperdrehachsen X, Y, Z identisch sein oder ist aus diesen vektoriell zusammengesetzt. Aufgrund der Aufhängung durch das Stahlseil 2 wird sich eine Lastdrehachse durchsetzen, die im Wesentlichen so gerichtet ist, wie die Körperachse Z. Dies wird durch die Geometrie des Stahlseiles 2 in Verbindung mit der im Wesentlichen mittigen Aufhängung an der Oberseite der Last 1 hervorgerufen. Außerdem wird die Drehachse durch den jeweiligen Umwelteinfluss bestimmt, der in Richtung und Stärke variieren kann, wenn man beispielsweise an eine Windböe oder dergleichen denkt.Basically, the hanging load can 1 rotate about at least one of the body axes X, Y, Z shown. The hanging load 1 selected axis of rotation with one of said body axes of rotation X, Y, Z be identical or is composed of these vectorially. Due to the suspension by the steel cable 2 will pass through a load axis of rotation, which is directed substantially as the body axis Z. This is due to the geometry of the steel cable 2 in conjunction with the substantially central suspension at the top of the load 1 caused. In addition, the axis of rotation is determined by the respective environmental influence, which can vary in direction and strength, for example, think of a gust of wind or the like.

Der Stabilisator 3 ist ferner als Modul ausgeführt, welches auch eine Energieversorgung beinhaltet, die zur Aufwendung der Antriebsenergie für das erste Schwungrad aufbringen muss. Ferner weist das Stabilisatormodul 3 Befestigungsmittel auf, die es erlauben das Stabilisatormodul 3 an einer beliebigen Last 1 ausreichend zu befestigen. Bei Metallcontainern bietet sich beispielsweise ein starker Magnet an. Alternativ sind auch formschlüssige Befestigungsmethoden oder andere kraftschlüssige Befestigungsmethoden, wie zum Beispiel eine Verschraubung oder dergleichen, möglich.The stabilizer 3 is also designed as a module, which also includes a power supply that must apply to spend the drive energy for the first flywheel. Furthermore, the stabilizer module has 3 Attachment means that allow the stabilizer module 3 at any load 1 sufficiently secure. For metal containers, for example, offers a strong magnet. Alternatively, positive fastening methods or other non-positive fastening methods, such as a screw connection or the like, are possible.

2 zeigt eine Hebevorrichtung mit einem Behälter 20, der zur Aufnahme von Lasten vorgesehen ist. Der Behälter 20 bildet einen Teil der Hebevorrichtung aus und weist an seiner Oberseite einen ersten Sensor 22 auf, der jede Drehbewegung des Behälters 20 registriert und an eine nicht abgebildete Steuereinheit weitermeldet. Die Steuereinheit betreibt das erste Schwungrad 26, welches mittels eines Sockels 21 fest mit dem Behälter 20 verbunden ist. Das erste Schwungrad 26 besteht aus einer im Bezug zum Behälter 20 feststehenden Achse 25, wobei die Wälzkörper 23 den beweglichen Außenring 24 auf der genannten Achse 25 drehbar lagern. Dabei bindet der Außenring 24 den beweglichen Teil des Schwungrades 26, kann aber alternativ noch einen weiteren Schwungkörper aufweisen beziehungsweise mit einem derartigen Schwungkörper verbunden sein. Die Masse des Außenrings 24 und die des Schwungkörpers beeinflusst die Geschwindigkeit, mit der das Schwungrad 26 angetrieben werden muss, um die gewünschte Wirkung auf die Lastdrehung auszuüben. 2 shows a lifting device with a container 20 , which is intended to receive loads. The container 20 forms part of the lifting device and has at its top a first sensor 22 on, every rotation of the container 20 registered and forwarded to a not shown control unit. The control unit operates the first flywheel 26 , which by means of a base 21 firmly with the container 20 connected is. The first flywheel 26 consists of one in relation to the container 20 fixed axis 25 , wherein the rolling elements 23 the movable outer ring 24 on the named axis 25 rotatably store. This binds the outer ring 24 the moving part of the flywheel 26 but may alternatively have another flywheel or be connected to such a flywheel. The mass of the outer ring 24 and that of the flywheel affects the Speed with which the flywheel 26 must be driven in order to exert the desired effect on the load rotation.

Der Behälter 20 kann nunmehr unterschiedlich beladen werden und ist als hängende Last dennoch in seiner jeweiligen hängenden Position stabilisierbar.The container 20 can now be loaded differently and is still stabilized as a hanging load in its respective hanging position.

3 zeigt einen Lastbewegungsdämpfer 30, der zwei Schwungräder 31, 32 beinhaltet, die jeweils um eine Achse X und eine senkrecht zur Achse X angeordnete Achse Z drehbar gelagert sind. 3 shows a load motion damper 30 , the two flywheels 31 . 32 includes, which are each mounted for rotation about an axis X and an axis Z arranged perpendicular to the axis Z.

Dieser Lastbewegungsdämpfer 30 ist in der Lage auf unterschiedlich orientierte Lastdrehungen zu reagieren und diesen entgegenzuwirken. Eine Steuerung entscheidet wie schnell das jeweilige Schwungrad 31, 32 angetrieben werden muss, um eine Lastdrehung in der von den Achsen X und Z aufgespannten Ebene entgegenzuwirken.This load motion damper 30 is able to react to differently oriented load rotations and counteract them. A controller decides how fast the respective flywheel 31 . 32 must be driven to counteract a load rotation in the plane defined by the axes X and Z plane.

4a und 4b zeigen eine Ist-Position 41, die um den Drehwinkel α von der Soll-Position 40 abweicht und ein Flussdiagramm des zugehörigen Regelmechanismus. 4a and 4b show an actual position 41 , which by the rotation angle α from the target position 40 deviates and a flowchart of the associated control mechanism.

Es ist eine Soll-Position definierbar, welche zur optimalen Positionierung der hängenden Last erforderlich oder gewünscht ist. Die Soll-Position 40 stellt somit die optimale Position für die hängende Last dar und ist trotz ungewünschter Umwelteinflüsse zu erhalten. Stellt sich jedoch eine Ist-Position 41 aufgrund einer Drehung um einen Drehwinkel α ein, so beginnt eine Regelung der Steuereinheit, den Drehwinkel α auf 0° zurück zu regulieren.It is a target position definable, which is required or desired for optimum positioning of the suspended load. The target position 40 thus represents the optimal position for the suspended load and can be obtained despite unwanted environmental influences. However, if there is an actual position 41 due to a rotation about a rotation angle α, a control of the control unit starts to regulate the rotation angle α back to 0 °.

Das Flussdiagramm der 5 weist eine Abfrage 42 auf, die das Auslesen des ersten Sensors oder weiteren Sensoren beinhaltet, womit zunächst der Wert des Drehwinkels α festgestellt werden kann. Entspricht α nicht der gewünschten Position, nämlich 0°, so wird ein Betriebsparameter, wie zum Beispiel die Geschwindigkeit eines ersten oder zweiten Schwungrades, in einer Regelungshandlung 43 derart geändert, dass der vom zuständigen Schwungrad zu übertragende Drehimpuls auf die Last übertragen werden kann und den Drehwinkel reduziert. Die Abfrage 42 wird in regelmäßigen Abständen wiederholt, wobei der Drehwinkel α gemessen wird. Realistischer Weise kann anstatt eines Soll-Wertes, nämlich der 0°, ein Soll-Werteintervall festgelegt werden, innerhalb dessen keine Regelung erfolgen soll. Damit ist ein Stabilisator oder ein Lastbewegungsdämpfer in der Lage selbsttätig zu reagieren und eine Last an einem Seil oder einer anderen Aufhängung umgehend in ihrer Position zu korrigieren. Vorteilhafterweise kann sich beispielsweise ein Kranführer dann auf andere Dinge konzentrieren ohne mit einer manuellen Drehkorrektur unnötig Zeit zu verlieren.The flowchart of 5 has a query 42 on, which includes the reading of the first sensor or other sensors, whereby first the value of the rotation angle α can be determined. If α does not correspond to the desired position, namely 0 °, then an operating parameter, such as the speed of a first or second flywheel, becomes a regulatory action 43 changed so that the competent flywheel to be transmitted angular momentum can be transferred to the load and reduces the angle of rotation. The query 42 is repeated at regular intervals, the angle of rotation α is measured. Realistically, instead of a desired value, namely the 0 °, a desired value interval can be set, within which no control should take place. Thus, a stabilizer or load motion damper is able to self-react and promptly correct a load on a rope or other suspension in position. Advantageously, for example, a crane operator can then concentrate on other things without unnecessarily losing time with a manual rotational correction.

Zusammenfassend betrifft die Erfindung einen Lastbewegungsdämpfer 3, 30 mit einem ersten Sensor 22 zur Detektion einer Lastdrehung oder Lastbeschleunigung um eine Lastdrehachse. Es soll ein Lastbewegungsdämpfer 3, 30 erzielt werden, der eine ungewollte Lastdrehung effektiv verhindern oder dämpfen kann, aber vergleichsweise einfach zu einzusetzen und herzustellen ist. Dazu wird vorgeschlagen, dass der Lastbewegungsdämpfer 3, 30 ein derart orientiertes, erstes Schwungrad 26, 31 aufweist, sodass eine Drehbewegung des Schwungrads 26, 31 der Lastdrehung entgegenwirkt. Des Weiteren beinhaltet die Erfindung eine Hebevorrichtung, insbesondere einen Kran, mit einem derartigen Lastbewegungsdämpfer 3, 30.In summary, the invention relates to a load motion damper 3 . 30 with a first sensor 22 for detecting a load rotation or load acceleration about a load axis of rotation. It's supposed to be a load-motion damper 3 . 30 achieved, which can effectively prevent or dampen unwanted load rotation, but is relatively easy to use and manufacture. For this it is suggested that the load motion damper 3 . 30 such an oriented, first flywheel 26 . 31 has, so that a rotational movement of the flywheel 26 . 31 counteracts the load rotation. Furthermore, the invention includes a lifting device, in particular a crane, with such a load motion damper 3 . 30 ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

αα
Drehwinkelangle of rotation
φ1 φ 1
Drehwinkelangle of rotation
φ2 φ 2
Drehwinkelangle of rotation
φ3 φ 3
Drehwinkelangle of rotation
X, Y, ZX, Y, Z
Körperachsenbody axes
11
hängende Lasthanging load
22
Stahlseilsteel cable
33
LastbewegungsdämpferLast motion damper
2020
Behältercontainer
2121
Sockelbase
2222
erster Sensorfirst sensor
2323
Wälzkörperrolling elements
2424
Außenringouter ring
2525
feststehende Achsefixed axis
2626
Schwungradflywheel
3030
LastbewegungsdämpferLast motion damper
3131
erstes Schwungradfirst flywheel
3232
zweites Schwungradsecond flywheel
4040
Soll-PositionNominal position
4141
Ist-PositionActual position
4242
Abfragequery
4343
Anweisunginstructions

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 19826695 A1 [0004] DE 19826695 A1 [0004]
  • DE 102007039408 A1 [0005] DE 102007039408 A1 [0005]

Claims (10)

Lastbewegungsdämpfer (3, 30) mit einem ersten Sensor (22) zur Detektion einer Lastdrehung oder Lastbeschleunigung um eine Drehachse, dadurch gekennzeichnet, dass der Lastbewegungsdämpfer (3, 30) ein derart orientiertes, erstes Schwungrad (26, 31) aufweist, dass eine Drehbewegung des ersten Schwungrads (26, 31) der Lastdrehung entgegenwirkt.Load motion damper ( 3 . 30 ) with a first sensor ( 22 ) for detecting a load rotation or load acceleration about an axis of rotation, characterized in that the load motion damper ( 3 . 30 ) such a oriented, first flywheel ( 26 . 31 ) that a rotational movement of the first flywheel ( 26 . 31 ) counteracts the load rotation. Lastbewegungsdämpfer (3, 30) mit einem zweiten Schwungrad (32), wobei das zweite Schwungrad (32) derart angeordnet ist, dass es ebenfalls der Lastdrehung entgegenwirkt.Load motion damper ( 3 . 30 ) with a second flywheel ( 32 ), wherein the second flywheel ( 32 ) is arranged such that it also counteracts the load rotation. Lastbewegungsdämpfer (3, 30) nach Anspruch 2, wobei das erste und zweite Schwungrad (26, 31, 32) Drehachsen (X, Z) aufweisen, die zusammen einen Winkel aufspannen, insbesondere zueinander senkrecht stehen.Load motion damper ( 3 . 30 ) according to claim 2, wherein the first and second flywheel ( 26 . 31 . 32 ) Axes of rotation (X, Z), which together span an angle, in particular perpendicular to each other. Lastbewegungsdämpfer (3, 30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mittels des ersten Sensors (22) und gegebenenfalls mittels eines zweiten Sensors eine Ist-Position der Last (1) feststellbar ist und mit einer Soll-Position (40) vergleichbar ist.Load motion damper ( 3 . 30 ) according to one of the preceding claims, wherein by means of the first sensor ( 22 ) and optionally by means of a second sensor an actual position of the load ( 1 ) and with a desired position ( 40 ) is comparable. Lastbewegungsdämpfer (3, 30) nach Anspruch 4, wobei der Lastbewegungsdämpfer (3, 30) dazu vorgesehen ist, die Last (1) in der Soll-Position (40) zu stabilisieren.Load motion damper ( 3 . 30 ) according to claim 4, wherein the load motion damper ( 3 . 30 ) is intended to reduce the load ( 1 ) in the desired position ( 40 ) to stabilize. Lastbewegungsdämpfer (3, 30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste und/oder das zweite Schwungrad (26, 31, 32) vor der Lastdrehung oder Lastbeschleunigung beschleunigt wurde oder während der Lastdrehung beziehungsweise Lastbeschleunigung beschleunigt wird.Load motion damper ( 3 . 30 ) according to one of the preceding claims, wherein the first and / or the second flywheel ( 26 . 31 . 32 ) was accelerated before the load rotation or load acceleration or is accelerated during the load rotation or load acceleration. Lastbewegungsdämpfer (3, 30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Energie zur Beschleunigung des ersten und/oder zweiten Schwungrades (26, 31, 32) aus einem Akkumulator stammt, wobei kinetische Energie des ersten und/oder zweiten Schwungrades (25, 31, 32) wiederholt als elektrische Energie im Akkumulator speicherbar ist.Load motion damper ( 3 . 30 ) according to one of the preceding claims, wherein an energy for accelerating the first and / or second flywheel ( 26 . 31 . 32 ) comes from an accumulator, wherein kinetic energy of the first and / or second flywheel ( 25 . 31 . 32 ) repeatedly as electrical energy in the accumulator can be stored. Lastbewegungsdämpfer (3, 30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Lastbewegungsdämpfer (3, 30) als Modul ausgeführt ist, welches die Lastdrehung um eine wählbare Achse dämpft oder verhindert.Load motion damper ( 3 . 30 ) according to one of the preceding claims, wherein the load motion damper ( 3 . 30 ) is designed as a module which dampens or prevents the load rotation about a selectable axis. Lastbewegungsdämpfer (3, 30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Lastbewegungsdämpfer (3) dazu vorgesehen ist, an einer Last (1, 20) oder einer Hebevorrichtung befestigt zu werden.Load motion damper ( 3 . 30 ) according to one of the preceding claims, wherein the load motion damper ( 3 ) is provided to a load ( 1 . 20 ) or a lifting device to be attached. Hebevorrichtung, insbesondere Kran, mit einem Lastbewegungsdämpfer (3, 30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Lifting device, in particular crane, with a load motion damper ( 3 . 30 ) according to any one of the preceding claims.
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