NO138839B

NO138839B - HYDRAULIC WINCH SYSTEM FOR SWINGING THE LOAD BOOM

Info

Publication number: NO138839B
Application number: NO770507A
Authority: NO
Inventors: Harald Hagenes
Original assignee: Bergens Mek Verksted
Priority date: 1977-02-16
Filing date: 1977-02-16
Publication date: 1978-08-14
Also published as: DE2755673A1; DK146175B; DK554477A; DK146175C; NO138839C; NO770507L; CA1079692A; NL7714036A

Description

Oppfinnelsen gjelder en lastebom som kan svinges The invention relates to a cargo boom that can be swung

om bomnålen ved hjelp av to vinsjer som gjennom tau og taljer, også kalt gjerdere, påvirker bommen slik at man får det nød-vendige moment til å svinge bommen med last sideveis, uten at det oppstår slakk i noen av tauene. about the boom needle with the help of two winches which, through ropes and pulleys, also called fences, influence the boom so that you get the necessary torque to swing the boom with a load sideways, without any slack in any of the ropes.

Tidligere er kjent systemer hvor man har en svinge-vinsj med to tromler, hvor den ene trommel spoler inn og den andre gir ut samtidig. En slik anordning har vesentlige ulemper. På grunn av de geometriske forhold vil summen av taulengdene mellom de to tromlene måtte forandre seg under en svingeoperasjon dersom slakking eller stramming i tauene skal unngås. En slik kompensering av. taulengden kan ikke finne sted når begge tromlene roterer sammen, med det resultat at man har vekslende slakking eller stramming i tausystemet avhengig av bommens utsvingvinkel. In the past, systems were known where you have a swing winch with two drums, where one drum reels in and the other releases at the same time. Such a device has significant disadvantages. Due to the geometrical conditions, the sum of the rope lengths between the two drums will have to change during a turning operation if slackening or tightening of the ropes is to be avoided. Such compensation of. the rope length cannot take place when both drums rotate together, with the result that there is alternating slack or tightening in the rope system depending on the swing angle of the boom.

Et annet problem ved det nevnte system er at når tauene strekker seg med tiden, vil nevnte slakk øke og en etterjustering er meget vanskelig. Another problem with the aforementioned system is that when the ropes stretch over time, said slack will increase and readjustment is very difficult.

Enhver slakk i gjerderne vil medføre at styringen Any slack in the fences will cause the steering

av bommen blir upresis og kan føre til farlige situasjoner. of the boom becomes imprecise and can lead to dangerous situations.

For å rette på dette har man i noen grad forsøkt å kompensere for slakken ved å bruke fjærer eller andre elastiske elementer mellom bom og taljer. Dette er imidlertid kun en nødløsning, og man unngår likevel ikke slakk under spesi- To correct this, attempts have been made to some extent to compensate for the slack by using springs or other elastic elements between the boom and the hoists. However, this is only an emergency solution, and slack is still not avoided during spe-

elle forhold med hensyn til belastning og krenging, og for-spenningen i de elastiske elementene vil dessuten avta når gjerderne med tiden strekker seg. different conditions with regard to load and overturning, and the pre-tension in the elastic elements will also decrease as the fences stretch over time.

Tidligere er det også kjent et system med to svinge-vinsjer fra norsk patent nr. 124.022. Denne innretningen er slik at for å unngå slakk i gjerderne "bremses den slakkende vinsjmotor slik at den slakkende gjerdewire må hales av trom-melen mot en viss kraft". Dette kan oppnås ved at den slakkende hydrauliske vinsjmotor trekkes rundt av den som tar inn, og at oljen fra den slakkende motor må passere gjennom en mot-trykksventil som gir et bremsemoment på den slakkende motor. For å holde gjerderne stramme ved stillstand påtrykkes motorene på drivsiden et visst trykk. Previously, a system with two swing winches was also known from Norwegian patent no. 124,022. This device is such that to avoid slack in the fences, "the slack winch motor is braked so that the slack fence wire has to be pulled by the drum against a certain force". This can be achieved by the slack hydraulic winch motor being pulled around by the taker, and the oil from the slack motor having to pass through a counter-pressure valve which provides a braking torque on the slack motor. To keep the fences tight at standstill, a certain pressure is applied to the motors on the drive side.

En vesentlig ulempe ved det sistnevnte system er at den vinsjmotoren som slakker ut får et betydelig bremsemoment på grunn av mottrykksventilen, og dette kommer i tillegg til den friksjon og motstand som man ellers har i systemet. For å kunne yte et gitt moment på bommen om bomnålen må derfor den vinsjmotoren som trekker inn nødvendigvis dimensjoneres så stor at den klarer både bomkraften og bremsekraften fra den slakkende vinsj. Dette medfører at man er nødt til å velge større og dyrere vinsjmotorer enn man egentlig har bruk for med tanke på en bestemt bom, last, krengningsvinkel og de normale friksj onsforhold. A significant disadvantage of the latter system is that the winch motor that slacks off receives a significant braking torque due to the back pressure valve, and this is in addition to the friction and resistance that you otherwise have in the system. In order to be able to produce a given torque on the boom about the boom needle, the winch motor that pulls in must therefore necessarily be sized so that it can handle both the boom force and the braking force from the slack winch. This means that you have to choose larger and more expensive winch motors than you actually need in view of a specific boom, load, angle of inclination and the normal friction conditions.

Ved en tilsiktet svingehastighet kreves derved en større pumpe og høyere tilført effekt på grunn av den nevnte bremsevirkning som forårsakes av mottrykksventilen. Det er inn-lysende at et slikt anleggs kostende er avhengig av dimensjoner og installert effekt på det maskineri som benyttes. Dette gjelder ikke bare engangskostnader ved anskaffelse av maskiner-iet, men også de løpende driftskostnader vedrørende energi-forbruk . At an intended turning speed, a larger pump and higher input power are thereby required due to the aforementioned braking effect caused by the back pressure valve. It is obvious that the cost of such a facility depends on the dimensions and installed power of the machinery used. This applies not only to one-off costs for the acquisition of the machinery, but also to the ongoing operating costs relating to energy consumption.

Den foreliggende oppfinnelse er resultatet av arbeidet med å finne en løsning på de problemer som man kjenner fra tidligere systemer og som er beskrevet ovenfor. The present invention is the result of the work to find a solution to the problems that are known from previous systems and that are described above.

Oppfinnelsen går i korthet ut på at man fra en egen trykkilde leder trykk til en rørledning som forbinder med hver-andre de sidene på de to motorene som hver for seg forsøker å trekke bommen til sin side. Ved å sørge for at trykket i dette røret alltid er noe høyere enn det høyeste trykket som fore-kommer ellers i systemet, vil gjerderne alltid være forspent uten at man behøver å bremse den motoren som gir ut, og man oppnår derved den tilsiktede effektbesparelse. Briefly, the invention consists in directing pressure from a separate pressure source to a pipeline that connects the sides of the two motors which each try to pull the boom to their side. By ensuring that the pressure in this pipe is always somewhat higher than the highest pressure that occurs elsewhere in the system, the fences will always be pre-tensioned without the need to brake the motor that is outputting, and the intended power saving is thereby achieved.

Tilførsel av trykkmedium (olje) fra den nevnte egne trykkilden er meget liten. I stillstand skal den kun etter-fylle for en liten indre lekkasje i systemet, og ved svingning av bommen skal den kompensere for de volumforandringer som er resultatet av de tidligere nevnte geometriske forhold som gjør at den ene motor må gi mer ut enn den andre tar inn eller om-vendt. Overskuddet av trykkmedium fra de to motorene når taulengden samlet kortes inn, føres ut av forbindelsesrøret mellom motorene gjennom en trykkreguleringsventil. Supply of pressure medium (oil) from the aforementioned own pressure source is very small. At standstill, it should only top up for a small internal leak in the system, and when swinging the boom, it should compensate for the volume changes that are the result of the previously mentioned geometric conditions which mean that one engine has to give out more than the other takes in or vice versa. The surplus of pressure medium from the two engines when the rope length is collectively shortened is led out of the connecting pipe between the engines through a pressure regulating valve.

I det følgende er virkemåten forklart med henvisning til medfølgende tegning. In the following, the operation is explained with reference to the accompanying drawing.

Den svingbare bommen er symbolsk tegnet og merket The swiveling boom is symbolically drawn and marked

med B. De to vinsjtromlene er merket med T, og , og gjerder-tauene g^ og g£ er festet til bomtoppen og trekker på denne til hver sin side. I praksis vil man som regel ha flerskårne taljer mellom trommel og bom for å oppnå de mest hensiktsmessige forhold, men den forenklede tegning er valgt for å illustrere systemet. with B. The two winch drums are marked with T, and , and the fence ropes g^ and g£ are attached to the boom top and pull on this to each side. In practice, you will usually have multi-cut hoists between drum and boom to achieve the most appropriate conditions, but the simplified drawing has been chosen to illustrate the system.

De to tromlene T og drives av hver sin hydrauliske motor M, og . Disse motorene er koplet sammen med rør-ledningen merket 1 på en slik måte at man ved å føre inn et overtrykk i ledningen 1 får et moment på hver av de to motorene og M2 som begge forsøker, via tromlene T og 1^ og gjerderne ^1°^&2J^ - rekke bommen til sin side. Begge vinsjene er like og tilføres det samme trykk, og i den inntegnede stilling av bommen vil de derfor være i balanse og bommen vil være i ro. For å få bommen til å svinge må momentet på den ene motoren reduseres slik at den andre får overtaket. Dette gjøres ved at man fører styrespaken på manøverventilen 2 til den siden man ønsker at bommen skal svinge. Styresleiden (fireveis ventil av kjent utførelse) er da slik innrettet at den leder trykkmedium fra pumpen 3 til den motoren som skal gi ut. Motorens moment, som er tilnærmet proporsjonalt med trykkdifferansen over motoren, blir følgelig redusert, og den andre motoren som beholder sitt moment vil trekke bommen til sin side. The two drums T and are each driven by a hydraulic motor M, and . These motors are connected together with the pipe line marked 1 in such a way that by introducing an overpressure into line 1, a torque is obtained on each of the two motors and M2, which both attempt, via the drums T and 1^ and the fences ^ 1°^&2J^ - row the boom to its side. Both winches are the same and are supplied with the same pressure, and in the registered position of the boom they will therefore be in balance and the boom will be at rest. In order to make the boom swing, the torque on one motor must be reduced so that the other takes over. This is done by moving the control lever on the maneuvering valve 2 to the side where you want the boom to swing. The control slide (four-way valve of known design) is then arranged in such a way that it directs pressurized medium from the pump 3 to the motor that is to deliver. The engine's torque, which is approximately proportional to the pressure difference across the engine, is consequently reduced, and the other engine, which retains its torque, will pull the boom to its side.

Det forutsettes her at trykket i ledningen 1 alltid er høyere enn det høyeste av de to trykkene som kan forekomme i rørledningene 4 og 5- Dette oppnår man f.eks. ved å sørge for at maksimaltrykkventilen 6 er noe lavere innstilt enn trykket i den egne trykkilden 12 som er tilkoplet ledningen 1. It is assumed here that the pressure in line 1 is always higher than the higher of the two pressures that can occur in pipelines 4 and 5 - This is achieved e.g. by ensuring that the maximum pressure valve 6 is set somewhat lower than the pressure in the own pressure source 12 which is connected to the line 1.

I en foretrukken. utførelsesform har man valgt å nytte .en trykkreguleringsventil av kjent utførelse merket 7, som vist på fig. 1. Denne ventilen fungerer som kjent da slik at trykket i ledningen 1 blir så mye høyere enn trykket i rør-ledningene 4 eller 5 som fjærkraften F er innstilt på. Som kjent er sleiden i ventilen 7 i balanse når In a preferred. embodiment, it has been chosen to use a pressure regulating valve of known design marked 7, as shown in fig. 1. As is known, this valve works so that the pressure in line 1 becomes as much higher than the pressure in pipelines 4 or 5 to which the spring force F is set. As is known, the slide in the valve 7 is in balance when

Fjærhuset koples via et relé 8 automatisk til den av rørledningene 4 eller 5 som i øyeblikket har det høyeste trykk. The spring housing is connected via a relay 8 automatically to the one of the pipelines 4 or 5 which currently has the highest pressure.

For å.hindre at det i rørledningene 4 og 5 skal bygge seg opp et unødig høyt trykk når manøverventilen er innstillet til stopp, er det røret som har laveste trykk automatisk koplet til reservoartanken 9 gjennom releet 10 og strupeventilen 13-Derved kan det trykkmedium som lekker fra ledningen 1 gjennom motorene og M ? til rørledningen 4 eller 5, strømme tilbake til hjelpepumpens 12 returside, som også er tilkoplet reservoartanken 9- Denne tanken er slik dimensjonert at den kan etter-fylle eller oppta det volum av trykkmedium som skyldes forand-ringer i temperatur, og for de volumforandringer som skyldes at motorene M-^ og Mg på grunn av geometrien i riggen, tviniges til å rotere med forskjellig hastighet under en svingeoperasjon. Overskudd fra ledningen 1 ledes gjennom ventilene 7 og 13 til reservoaret 9- In order to prevent an unnecessarily high pressure from building up in the pipelines 4 and 5 when the maneuvering valve is set to stop, the pipe with the lowest pressure is automatically connected to the reservoir tank 9 through the relay 10 and the throttle valve 13. leaking from wire 1 through the motors and M ? to the pipeline 4 or 5, flow back to the return side of the auxiliary pump 12, which is also connected to the reservoir tank 9- This tank is dimensioned in such a way that it can refill or absorb the volume of pressure medium caused by changes in temperature, and for the volume changes that is due to the fact that the motors M-^ and Mg, due to the geometry of the rig, are forced to rotate at different speeds during a turning operation. Surplus from line 1 is led through valves 7 and 13 to reservoir 9-

På fig. 1 er videre vist en ventil 11 av kjent ut-førelse og funksjon. Ventilens oppgave er å sikre at trykket på pumpens innløpsside ikke blir for høyt hvis lasten trekker bommen til samme side som man svinger. Den sikrer også at trykket på pumpens utløpsside er tilstrekkelig til å hindre kavitasjon i utgivende motor i samme situasjon. In fig. 1 also shows a valve 11 of known design and function. The valve's task is to ensure that the pressure on the pump's inlet side does not become too high if the load pulls the boom to the same side as you turn. It also ensures that the pressure on the pump's outlet side is sufficient to prevent cavitation in the discharge motor in the same situation.

For å illustrere virkemåten har man valgt å bruke standardiserte symboler eller skjematiske tegninger som en fag-mann kjenner og forstår virkemåten av. To illustrate the way it works, it has been chosen to use standardized symbols or schematic drawings that a professional knows and understands how it works.

Claims

1. Hydraulic winch system for swinging a cargo boom, comprising two winches which are arranged to pull the boom to each side, driven by a common source of pressure medium and controlled by a maneuvering valve, characterized in that a further source of pressure medium (12) is connected to both engines (M^, M2) tightening side (1) and is designed to give a higher pressure on this side than the pressure which is highest at any time on the slack sides of the two engines (4 and 5)-

2. Hydraulic winch system as stated in claim 1, characterized by the fact that in order to swing the boom, pressure medium is supplied from the pump (3) to the one of the motors that is to slack off and thereby reduces the torque on this, so that the other winch can pull the boom to his side.