EA026439B1

EA026439B1 - Грузоподъемный кран и способ эксплуатации грузоподъемного крана

Info

Publication number: EA026439B1
Application number: EA201200504A
Authority: EA
Inventors: Олаф Хиронимус
Original assignee: Киров Арделт Гмбх
Priority date: 2011-04-19
Filing date: 2012-04-18
Publication date: 2017-04-28
Also published as: EP2514706A1; UA115218C2; PT2514706E; DE102011007663A1; DK2514706T3; EA201200504A3; ES2464390T3; EP2514706B1; PL2514706T3; EA201200504A2

Abstract

Изобретение относится к грузоподъемному крану и способу его эксплуатации, при помощи которых кинетическая энергия, которая освобождается при перемещении элемента грузоподъемного крана, превращается в электрическую энергию и предоставляется в распоряжение для использования; грузоподъемный кран содержит передаточный механизм с перемещающимися элементами передачи и устройство для рекуперации энергии, при этом перемещающийся элемент передачи осуществляет перемещение за счет одной части собственной силы тяжести и силы тяжести закрепленного груза, а устройство для рекуперации энергии преобразует возникающую при движении кинетическую энергию в электрическую; согласно изобретению устройство для рекуперации энергии включает генератор и лебедку с канатом, закрепленным на одном из перемещающихся элементов передачи, при этом энергия вращения лебедки, которая создается спускающимся с лебедки канатом, преобразуется генератором в электрическую энергию, а перемещение, осуществляемое благодаря одной части собственной силы тяжести и силы тяжести закрепленного груза, представляет собой перемещение нескольких элементов передачи, которые вызывают изменение вылета стрелы грузоподъемного крана. Созданы грузоподъемный кран и способ его эксплуатации, при помощи которых простым недорогим надежным и эффективным способом кинетическая энергия преобразуется в электрическую и предоставляется в распоряжение для использования.

Description

(57) Изобретение относится к грузоподъемному крану и способу его эксплуатации, при помощи которых кинетическая энергия, которая освобождается при перемещении элемента грузоподъемного крана, превращается в электрическую энергию и предоставляется в распоряжение для использования; грузоподъемный кран содержит передаточный механизм с перемещающимися элементами передачи и устройство для рекуперации энергии, при этом перемещающийся элемент передачи осуществляет перемещение за счет одной части собственной силы тяжести и силы тяжести закрепленного груза, а устройство для рекуперации энергии преобразует возникающую при движении кинетическую энергию в электрическую; согласно изобретению устройство для рекуперации энергии включает генератор и лебедку с канатом, закрепленным на одном из перемещающихся элементов передачи, при этом энергия вращения лебедки, которая создается спускающимся с лебедки канатом, преобразуется генератором в электрическую энергию, а перемещение, осуществляемое благодаря одной части собственной силы тяжести и силы тяжести закрепленного груза, представляет собой перемещение нескольких элементов передачи, которые вызывают изменение вылета стрелы грузоподъемного крана. Созданы грузоподъемный кран и способ его эксплуатации, при помощи которых простым недорогим надежным и эффективным способом кинетическая энергия преобразуется в электрическую и предоставляется в распоряжение для использования.

026439 В1

Настоящее изобретение относится к грузоподъемному крану, а также к способу эксплуатации грузоподъемного крана, при помощи которых кинетическая энергия, которая освобождается при перемещении элемента грузоподъемного крана, превращается в электрическую энергию и предоставляется в распоряжение для использования.

В случае в особенности портовых поворотных кранов известны противокренные системы для компенсации собственной массы, так называемые системы тяг крана. Эти противокренные системы способствуют улучшенному распределению усилий, а также повышенной энергоэффективности при эксплуатации крана. Долгое время используются накопительные устройства для потенциальной энергии в различных формах осуществления. В случае применения сравнительно высоких масс всей системы эти накопительные устройства в дальнейшем оправданы.

Экономия массы для снижения нагрузки на колесо экономия затрат при расчете габаритов подкранового пути или повышение грузоподъемности при сохранении постоянной нагрузки на колесо являются причинами для использования замещающих систем, которые другим способом накапливают энергию или в превращенной форме снова предоставляют ее для использования в ходе процесса.

Были разработаны другие накопители энергии, такие как, например, накопители сжатого газа, накопительные конденсаторы или устройства для накопления кинетической энергии в форме маховых масс.

Из ΌΕ 102006022010 А1 известно устройство для уравновешивания собственной массы системы стрелы поворотных кранов, в котором усилие собственной массы системы стрелы частично уравновешивается за счет усилия, которое генерирует гидроаккумулятор. Хотя система стрелы или кран могут быть сконструированы без тяжелых противовесов, конструктивные и эксплуатационные затраты, тем не менее, относительно высоки. Кроме того, сохраненная энергия может использоваться только для поддержания перемещения этого элемента передачи крана. Кроме того, из-за превращения кинетической энергии в энергию давления общий коэффициент полезного действия относительно мал.

В основе изобретения лежит задача создания грузоподъемного крана и способа его эксплуатации, при помощи которых простым недорогим надежным и эффективным способом при эксплуатации грузоподъемного крана кинетическая энергия может быть преобразована в электрическую и предоставлена в распоряжение для использования.

Эта задача решается за счет предлагаемого грузоподъемного крана по п.1, а также предлагаемого способа эксплуатации грузоподъемного крана по п.4. Преимущественные формы осуществления предлагаемого грузоподъемного крана указаны в зависимых пунктах формулы 2 и 3. Преимущественные формы способа эксплуатации грузоподъемного крана указаны в зависимых пунктах формулы 5-11.

Грузоподъемный кран, содержащий передаточный механизм, в котором элементы передачи выполнены с возможностью перемещения, и устройство для рекуперации энергии, при этом кран выполнен таким образом, что по меньшей мере один перемещающийся элемент передачи осуществляет перемещение за счет по меньшей мере одной части собственной силы тяжести и силы тяжести закрепленного груза, при этом устройство для рекуперации энергии преобразует возникающую при движении кинетическую энергию в электрическую, согласно изобретению устройство для рекуперации энергии включает генератор и лебедку с канатом, который закреплен на одном из перемещающихся элементов передачи, при этом генератор механически соединен с лебедкой таким образом, что энергия вращения лебедки, которая создается спускающимся с лебедки канатом, преобразуется генератором в электрическую энергию, при этом осуществляемое благодаря по меньшей мере одной части собственной силы тяжести и силы тяжести закрепленного груза перемещение представляет собой перемещение нескольких элементов передачи, которые вызывают изменение вылета стрелы грузоподъемного крана.

Под рекуперацией понимают возврат или же превращение энергии. Частичный собственный вес грузоподъемного крана, в зависимости от его исполнения имеющего форму передаточного механизма, представляет собой силу тяжести перемещающегося элемента передачи, на котором висит груз, и/или закрепленных к перемещающемуся элементу передачи и также перемещающихся элементов передачи. Предлагаемый грузоподъемный кран при закрепленном на нем в определенном положении грузе совершает благодаря геометрии элементов передачи, по меньшей мере, теоретически самопроизвольно и, таким образом, без приложения энергии определенное перемещение в другое положение. Однако в реальности для получения достаточного ускорения перемещения элементов передачи и груза необходимо приложить, по меньшей мере, небольшую энергию.

Вследствие того, что грузоподъемный кран при закрепленном грузе благодаря собственной силе тяжести и силе тяжести груза осуществляет перемещение самопроизвольно, и канат присоединен к перемещающемуся элементу передачи, канат разматывается с лебедки. Лебедка при этом приводит в движение генератор, который превращает энергию вращения лебедки в электрическую энергию. За счет этого кинетическая энергия перемещения грузоподъемного крана или же по меньшей мере одного из его элементов передачи может быть превращена в электрическую энергию и предоставлена в распоряжение для использования.

Грузоподъемный кран может включать в себя фиксацию элементов передачи в положении до осуществления самопроизвольного перемещения, при этом это самопроизвольное перемещение становится

- 1 026439 возможным за счет раскрытия тормоза.

Преимущество изобретения заключается в особенности в повышении коэффициента полезного действия при эксплуатации грузоподъемного крана за счет использования или же превращения кинетической энергии. Таким образом, в отличие от традиционных устройств рекуперации в качестве накопителей энергии не требуются тяжелые перемещаемые массы. Предоставленная для использования электрическая энергия может использоваться различными способами, например может быть применена при работе других агрегатов грузоподъемного крана или подана в сеть.

Предлагаемый грузоподъемный кран представляет собой в особенности кран с двойной шарнирной стрелой, при этом, однако, из сферы изобретения не исключены также краны с одной шарнирной стрелой. В случае крана с двойной стрелой лежащий в основе грузоподъемного крана передаточный механизм представляет собой кривошипно-коромысловый механизм с четырьмя шарнирными соединениями, включающий в себя так называемые толкающую тягу, стрелу и тянущую тягу, которые обладают относительной подвижностью относительно стойки. Собственная сила тяжести, таким образом, определена конструктивной формой перемещающегося элемента передачи кривошипно-коромыслового механизма.

Что особенно важно в случае выполнении грузоподъемного крана в виде крана с двойной шарнирной стрелой, предусмотрено, что осуществляемое благодаря собственной силе тяжести и силе тяжести груза перемещение представляет собой перемещение нескольких элементов передачи, которые вызывают изменение вылета стрелы. Под вылетом стрелы при этом следует понимать расстояние между грузом и стойкой крана.

При этом, например, осуществляемое после раскрытия тормозов перемещение может иметь следствием увеличение или уменьшение вылета стрелы, так что грузоподъемный кран выдвигается или задвигается. Это свойство грузоподъемного крана осуществлять перемещение в определенном направлении в первую очередь зависит от геометрии кривошипно-коромыслового механизма и, кроме того, от величины собственной силы тяжести элементов передачи, а также закрепленного груза.

В предпочтительной форме осуществления предусмотрено, что грузоподъемный кран снабжен устройством для создания крутящего момента, которое механически связано с лебедкой таким образом, что на лебедке может создаваться крутящий момент, при помощи которого через канат, по меньшей мере, частично компенсируется усилие, которое является результатом собственной силы тяжести элементов передачи грузоподъемного крана и/или закрепленного груза. Таким образом, в каждой рабочей точке, то есть при различном вылете стрелы, усилие, которое является функцией закрепленного груза и собственной силы тяжести элементов передачи, может быть полностью компенсировано. Устройство для создания крутящего момента предпочтительным образом представляет собой двигатель, который подсоединен к лебедке.

Устройство для создания крутящего момента создает крутящий момент на лебедке, который через лебедку преобразуется в силу тяги каната. Эта сила тяги каната за счет своей точки приложения к элементу передачи оказывает воздействие на момент, который, по меньшей мере, частично компенсирует момент, являющийся следствием собственной силы тяжести элемента передачи грузоподъемного крана и/или закрепленного груза в связи с соответствующим вылетом стрелы.

Благоприятным образом генератор для выработки электрической энергии может быть одновременно использован при преобразовании своей функции в качестве двигателя для создания крутящего момента.

Предлагаемый грузоподъемный кран может быть снабжен устройством измерения перемещения, при помощи которого может быть определен соответствующий вылет. В накопитель данных, также включенный в состав грузоподъемного крана, могут быть записаны заданные значения, которые определяют, какой крутящий момент должен быть создан устройством для создания крутящего момента на лебедке, чтобы в зависимости от соответствующего груза и соответствующего вылета стрелы обеспечить необходимый удерживающий момент для компенсации силы, которая является результатом собственной силы тяжести элементов передачи грузоподъемного крана и/или закрепленного груза.

При этом может быть создан крутящий момент, при помощи которого усилие может быть полностью компенсировано. В альтернативной форме осуществления также возможно осуществлять только частичную компенсацию за счет устройства для создания крутящего момента при добавлении дополнительных фиксирующих или же приводных устройств.

Преимущество предлагаемой конструкции заключается в том, что для перемещения элемента передачи в направлении, противоположном направлению перемещения, которое бы происходило на грузоподъемном кране благодаря собственной силе тяжести и силе тяжести груза, может быть выполнен еще один узел привода с меньшей мощностью и меньшими затратами на материал/изготовление.

Согласно изобретению предлагается также способ эксплуатации грузоподъемного крана, при осуществлении которого перемещают по меньшей мере один перемещающийся элемент передачи, который осуществляет перемещение закрепленного на грузоподъемном кране груза благодаря по меньшей мере части собственной силы тяжести и силы тяжести груза, а кинетическую энергию, возникающую при перемещении, преобразуют в электрическую энергию, согласно изобретению перемещение, осуществляемое благодаря по меньшей мере части собственной силы тяжести и силы тяжести груза, представляет

- 2 026439 собой перемещение нескольких элементов передачи крана, следствием которого является изменение вылета стрелы, причем при помощи устройства для рекуперации энергии энергию вращения, которая создается свисающим с лебедки и закрепленным на перемещающемся элементе передачи канатом, преобразуют с помощью генератора в электрическую энергию.

Исходя из вышеизложенного предлагаемый способ создан для того, чтобы эксплуатировать предлагаемый грузоподъемный кран. Преимущество предлагаемого способа заключается в повышении коэффициента полезного действия за счет использования кинетической энергии элемента передачи или же элементов передачи, а также чтобы избежать использования накопителей большой массы.

Преимущественно грузоподъемный кран в особенности может представлять собой кран с двойной шарнирной стрелой. Перемещение, осуществляемое благодаря собственной силе тяжести и силе тяжести груза, представляет собой перемещение нескольких элементов передачи крана с двойной шарнирной стрелой, следствием чего является изменение вылета стрелы. Это изменение вылета стрелы может, как уже было упомянуто выше, представлять собой увеличение или уменьшение вылета. При этом перемещение не может быть вызвано в результате раскрытия тормозов.

Кинетическая энергия перемещенного элемента передачи сначала передается через канат, а также кинетическую энергию лебедки, и эта кинетическая энергия или же энергия вращения снова превращается в электрическую энергию и предоставляется в распоряжение для использования.

Созданная электрическая энергия может быть подана в сеть и/или к электродвигателю грузоподъемного крана. Преимущество этой конструкции заключается в том, что она не позволяет осуществить накопление выработанной энергии, благодаря чему коэффициент полезного действия грузоподъемного крана и способа его эксплуатации улучшается. Выработанная электрическая энергия может быть использована универсально. Альтернативным или дополнительным образом, возможно, по меньшей мере, частичное накопление выработанной электрической энергии или ее использование при эксплуатации других агрегатов, например для управления или охлаждения грузоподъемного крана.

Для компенсирования собственной силы тяжести элемента передачи грузоподъемного крана и/или закрепленного груза предусмотрено, что посредством механически соединенного с лебедкой устройства для создания крутящего момента на лебедке создают крутящий момент, при помощи которого через канат компенсируют усилие, которое результируется из собственной силы тяжести элементов передачи грузоподъемного крана и/или закрепленного груза.

При этом преимущественным образом предусмотрено, что во время изменения вылета стрелы регулируют моменты устройства для создания крутящего момента. Это означает, что крутящий момент, который задается сохраненными кривыми моментов, настраивается автоматически. Исходя из этих кривых моментов задают подлежащий настройке крутящий момент: в зависимости от размера соответствующего вылета стрелы и связанного с этим смещения центра тяжести, а также в зависимости от груза, чтобы в каждом положении груза при помощи устройства для создания крутящего момента можно было настроить момент на лебедке, при помощи которого может восприниматься усилие, возникающее вследствие собственной силы тяжести, а также груза. Таким образом, собственная масса системы тяг, в которой также содержится масса закрепленного груза, может компенсироваться в любой рабочей точке.

При монтаже устройство для создания крутящего момента, в частности, представляющее собой двигатель, может эксплуатироваться в так называемом режиме регулирования количества оборотов, в котором устанавливается только определенное число оборотов, например, чтобы можно было повернуть элемент передачи, такой как толкающая или тянущая тяга, вверх на одно звено в монтажное положение.

Способ эксплуатации грузоподъемного крана реализован выгодным образом в том случае, если усилие для создания перемещения элемента передачи в противоположном направлении прикладывают благодаря по меньшей мере части собственной силы тяжести элементов передачи и силы тяжести груза при помощи линейно действующего привода. Особенно выгодно в этом случае использовать реечную передачу. Перемещение, которое осуществляется благодаря по меньшей мере части собственной силы тяжести и силы тяжести груза, может вызывать увеличение вылета стрелы. Перемещение в обратном направлении представляет собой перемещение, следствием которого является вылет стрелы. Для реализации этого перемещения на передаточный механизм должна быть подана энергия, для чего служит реечная передача. При необходимости, могут быть также предусмотрены механизмы для изменения вылета стрелы с несколькими двигателями, то есть несколько реечных передач или же несколько линейно действующих приводов.

Способ эксплуатации грузоподъемного крана реализован выгодным образом в том случае, если усилие для создания перемещения элемента передачи для изменения вылета стрелы, а также усилие для создания крутящего момента для компенсации усилия, являющегося следствием собственной силы тяжести элементов передачи подъемного механизма и/или закрепленного груза, фиксируют в контрольном и/или регулирующем устройстве, которое при этом обеспечивает исключение противодействующих усилий. То есть за счет входящего в состав грузоподъемного крана контрольного и/или регулирующего устройства фиксируют усилие, передаваемое от линейно действующего привода, которое само по себе необходимо при теоретически самопроизвольно происходящих перемещениях, чтобы реализовать достаточное ускорение.

- 3 026439

Кроме того, контрольное и/или регулирующее устройство фиксирует усилие для создания крутящего момента для компенсации усилия, возникающего вследствие собственной силы тяжести элементов передачи грузоподъемного крана, и/или закрепленного груза, которое передается на лебедку. Контрольное и/или регулирующее устройство регулирует способ таким образом, что усилия не воздействуют друг на друга, так что, например, при выдвижении линейно действующего привода в целях увеличения вылета стрелы на лебедку не передается крутящий момент, который мог бы оказать влияние на уменьшение вылета стрелы. При этом зафиксированные значения усилий сохраняются в накопителе данных и, при необходимости, в зависимости от соответствующего вылета стрелы и реализованного, таким образом, плеча рычага сравниваются друг с другом при помощи контрольного и/или регулирующего устройства.

В особенности может быть предусмотрено, что усилие для создания перемещения стрелы в целях изменения вылета стрелы далее минимизируют за счет общего контрольного и/или регулирующего устройства в соответствии с требованиями по мощности путем повышенного или пониженного компенсирования усилия, возникающего вследствие собственной силы тяжести элементов передачи и/или закрепленного груза. Преимущество заключается в улучшении баланса энергии за счет минимизации или же исключения потребности в двигательной мощности. Одновременно за счет этого, в случае необходимости, возможно повышенное или пониженное компенсирование устройства для создания крутящего момента.

Изобретение в дальнейшем поясняется на основании прилагаемого чертежа.

На чертеже представлено схематическое изображение предлагаемого грузоподъемного крана - вид спереди.

Грузоподъемный кран включает в себя толкающую тягу 1, стрелу 2, тянущую тягу 3 и стойку 4. Толкающая тяга 1 и тянущая тяга 3 закреплены подвижным образом на стойке 4. Толкающая тяга 1 подвижным образом соединена с тянущей тягой 3 стрелой 2. Стрела 2 выступает за пределы точки соединения с толкающей тягой 1. На конце стрелы 2 подвешен груз 6. Соединения между толкающей тягой 1 и стойкой 4, между толкающей тягой 1 и стрелой 2, между стрелой 2 и тянущей тягой 3, а также между тянущей тягой 3 и стойкой 4 выполнены в виде шарнирных соединений 5. За счет этого формируется кривошипно-коромысловый механизм с четырьмя вращающимися шарнирными соединениями. К толкающей тяге 1 в точке 150 приложен канат 130, который проходит через направляющий ролик 140 к устройству 100 для рекуперации энергии. Устройство 100 для рекуперации энергии включает в себя лебедку 120, на которую намотан участок каната 130. С лебедкой 120 механически соединен генератор 110, который из соображений наглядности не показан отдельно.

В точке 210 приложения зубчатой рейки к толкающей тяге 1 приложена реечная передача 200. Закрепленный к стойке 4 реечный привод 220 действует на зубчатую рейку 230 реечной передачи 200, которая, в свою очередь, оказывает тяговое или давящее усилие на толкающую тягу 1. Это означает, что за счет приведения в действие реечной передачи 200 угол толкающей тяги 1 может меняться, так что вылет стрелы 10 между стойкой 4 и закрепленным грузом 6 также может меняться.

В соответствии с габаритами отдельных элементов передачи (толкающая тяга 1, стрела 2, тянущая тяга 3 и стойка 4) стрела 2 перемещается при закрепленном грузе 6, по меньшей мере, теоретически без подвода дополнительной энергии самопроизвольно либо в направлении, при котором вылет 10 стрелы сокращается, либо в направлении, при котором вылет 10 стрелы увеличивается. Это перемещение может быть вызвано, например, растормаживанием тормозных устройств.

Для разъяснения изобретения в дальнейшем будет более подробно рассмотрена ситуация, при которой вылет 10 стрелы самопроизвольно увеличивается.

При увеличении вылета 10 стрелы толкающая тяга 1 поворачивается с увеличением угла вокруг точки 5а основания, так что канат 130 разматывается с лебедки 120. Энергия вращения лебедки 120 при этом при помощи генератора (отдельно не показан) превращается в электрическую энергию.

Это означает, что кинетическая энергия перемещения элементов передачи толкающей тяги 1, стрелы 2 и тянущей тяги 3, а также закрепленного к ней груза 6 превращается в энергию вращения лебедки 120 и там при помощи генератора 110 превращается в электрическую энергию. Эта электрическая энергия может быть подана в сеть и/или предоставлена для использования в узлы привода грузоподъемного крана или во вторичные устройства.

Если необходимо сокращение вылета стрелы 10, то приводится в действие реечный привод 220, используемый как линейно действующий привод, который воздействует на зубчатую рейку 230 так, что последняя при подачи тягового усилия на толкательную тягу 1 поворачивается вокруг точки 5а основания с уменьшением угла.

Для эффективного распределения усилий предусмотрено, чтобы усилие, которое состоит из частичной собственной силы тяжести толкающей тяги 1, стрелы 2, а также тянущей тяги 3 и закрепленного груза 6, компенсировалось за счет устройства 100 для рекуперации энергии, в результате того, что на лебедке 120 расположено устройство 160 для создания крутящего момента, которое настраивает такой крутящий момент, чтобы упомянутое усилие было скомпенсировано. Очевидно, что усилие зависит от величины соответствующих сил тяжести, а также величины массового числа закрепленного груза 6. На прилагаемом чертеже результирующий центр тяжести 300 примерно показывает точку, к которой приложе- 4 026439 ны все силы тяжести. В зависимости от изменения вылета 10, разумеется, также изменяется положение результирующего центра тяжести 300. За счет этого также изменяется находящийся под воздействием усилия момент, который необходимо компенсировать. Чтобы достигнуть надежной компенсации, грузоподъемный кран предпочтительным образом включает в себя накопитель данных, в котором заданы массивы данных, при необходимости, в форме кривых изменения моментов, которые в зависимости от соответствующего закрепленного груза 6, а также соответствующего вылета стрелы 10 задают определенное значение настраиваемого крутящего момента каната 120.

Устройство для создания крутящего момента при этом не обязательно должно находиться рядом с генератором для создания электрической энергии, при этом генератор и устройство 160 для создания крутящего момента могут быть выполнены в форме агрегата, который может работать в режиме генератора, а также в режиме двигателя.

При помощи предлагаемого грузоподъемного крана, а также предлагаемого способа эксплуатации грузоподъемного крана кинетическая энергия происходящего после раскрытия тормозов процесса перемещения при помощи устройства для рекуперации энергии может быть легко преобразована в электрическую энергию, и выработанная электрическая энергия может быть снова предоставлена в распоряжение эксплуатации грузоподъемного крана и/или для других агрегатов или функций. Таким образом, исчезает необходимость в несовершенном накоплении энергии, а также необходимость снабжения грузоподъемного крана дополнительными большими массами. При этом устройство для рекуперации энергии имеет преимущество, что при помощи него или отдельных агрегатов собственный вес способных к перемещению элементов передачи, а также закрепленного груза 6 могут компенсироваться так, что при помощи линейного привода, такого как, например, реечный привод 200, должна быть передана только такая сила или же только такой момент, который служит для изменения вылета стрелы 10 и, таким образом, для транспортировки груза 6 в основном в горизонтальном направлении. В противоположном направлении транспортировка груза 6 осуществляется почти самопроизвольно и при использовании освобожденной кинетической энергии.

Список позиций.

- толкающая тяга,

- стрела,

- тянущая тяга,

- стойка,

- шарнирное соединение,

5а - точка основания,

- груз,

- вылет стрелы,

100 - устройство для рекуперации энергии,

110 - генератор,

120 - лебедка,

130 - канат,

140 - направляющий ролик,

150 - точка приложения каната,

160 - устройство создания крутящего момента,

200 - реечная передача,

210 - точка приложения зубчатой рейки,

220 - реечный привод,

230 - зубчатая рейка,

300 - результирующий центр тяжести.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Грузоподъемный кран, содержащий передаточный механизм (1, 2, 3, 4), в котором элементы (1, 2, 3) передачи выполнены с возможностью перемещения, и устройство (100) для рекуперации энергии, при этом кран выполнен таким образом, что по меньшей мере один перемещающийся элемент (1, 2, 3) передачи осуществляет перемещение за счет по меньшей мере одной части собственной силы тяжести и силы тяжести закрепленного груза (6), при этом устройство (100) для рекуперации энергии преобразует возникающую при движении кинетическую энергию в электрическую, отличающийся тем, что устройство (100) для рекуперации энергии включает генератор (110) и лебедку (120) с канатом (130), который закреплен на одном из перемещающихся элементов (1, 2, 3) передачи, при этом генератор (110) механически соединен с лебедкой (120) таким образом, что энергия вращения лебедки (120), которая создается спускающимся с лебедки (120) канатом (130), преобразуется генератором (110) в электрическую энергию, при этом осуществляемое благодаря по меньшей мере одной части собственной силы тяжести и силы тяжести закрепленного груза (6) перемещение представляет собой перемещение нескольких элементов (1, 2, 3) передачи, которые вызывают изменение вылета (10) стрелы (2) грузоподъемного крана.

- 5 026439
2. Грузоподъемный кран по п.1, отличающийся тем, что кран выполнен с возможностью увеличения или уменьшения вылета (10) стрелы (2).
3. Грузоподъемный кран по одному из вышеперечисленных пунктов, отличающийся тем, что он снабжен устройством (160) для создания крутящего момента, которое механически связано с лебедкой (120) таким образом, что на лебедке (120) создается крутящий момент, при помощи которого через канат (130), по меньшей мере, частично компенсируется усилие, которое является результатом собственной силы тяжести перемещающихся элементов (1, 2, 3) передачи и/или закрепленного груза (6).
4. Способ эксплуатации грузоподъемного крана по пп.1-3, при осуществлении которого перемещают по меньшей мере один перемещающийся элемент (1, 2, 3) передачи, который осуществляет перемещение закрепленного на грузоподъемном кране груза (6) благодаря по меньшей мере части собственной силы тяжести и силы тяжести груза (6), а кинетическую энергию, возникающую при перемещении, преобразуют в электрическую энергию, отличающийся тем, что перемещение, осуществляемое благодаря по меньшей мере части собственной силы тяжести и силы тяжести груза (6), представляет собой перемещение нескольких элементов (1, 2, 3) передачи крана, следствием которого является изменение вылета (10) стрелы (2), причем при помощи устройства (100) для рекуперации энергии энергию вращения, которая создается свисающим с лебедки (120) и закрепленным на перемещающемся элементе (1, 2, 3) передачи канатом (130), преобразуют с помощью генератора (110) в электрическую энергию.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что при осуществлении указанного перемещения вызывают увеличение вылета (10) стрелы (2) или вызывают уменьшение вылета (10) стрелы (2).
6. Способ по одному из пп.4-5, отличающийся тем, что выработанную электрическую энергию подают в сеть и/или к электродвигателю грузоподъемного крана.
7. Способ по одному из пп.4-6, отличающийся тем, что посредством механически соединенного с лебедкой (120) устройства (160) для создания крутящего момента на лебедке (120) создают крутящий момент, при помощи которого через канат (130) компенсируют усилие, которое результируется из собственной силы тяжести элементов (1, 2, 3) передачи и/или закрепленного груза (6).
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что во время изменения вылета (10) стрелы (2) регулируют моменты устройства (160) для создания крутящего момента.
9. Способ по одному из пп.4-8, отличающийся тем, что усилие для создания перемещения элемента (1, 2, 3) передачи в противоположном направлении прикладывают благодаря по меньшей мере части собственной силы тяжести элементов (1, 2, 3) передачи и силы тяжести груза (6) при помощи линейно действующего привода (200, 220).
10. Способ по одному из пп.4-9, отличающийся тем, что усилие для создания перемещения стрелы (2) для изменения вылета (10) стрелы (2), а также усилие для создания крутящего момента для компенсации усилия, являющегося следствием собственной силы тяжести элементов (1, 2, 3) передачи и/или закрепленного груза (6), фиксируют в контрольном и/или регулирующем устройстве, которое при этом обеспечивает исключение противодействующих усилий.
11. Способ по п.10, отличающийся тем, что усилие для создания перемещения стрелы (2) в целях изменения вылета (10) стрелы (2) далее минимизируют за счет общего контрольного и/или регулирующего устройства в соответствии с требованиями по мощности путем повышенного или пониженного компенсирования усилия, возникающего вследствие собственной силы тяжести элементов (1, 2, 3) передачи и/или закрепленного груза (6).