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Krananlage
Die Erfindung bezieht sich auf eine Krananlage, die auf Schienen verfahrbar ist und die aus mindestens einer entlang des Kranträgers verfahrbaren Katze oder einem andersartigen Hubwerk (Verladebrücke) sowie mindestens zwei mit Abstand voneinander angeordneten, den Kranträger tragenden Radträgern mit einem oder mehreren Laufrädern, wobei mindestens ein Teil der Laufräder einzeln durch Elektromotore angetrieben ist und die als Einzelantriebe dienenden Elektromotoren mindestens teilweise einzeln an die Betriebs-oder Netzspannung zu schalten sind und die Zuschaltung der Motoren in Abhängigkeit vom Abstand der jeweiligen Kranlast von den Auflagern des Kranträgers erfolgt.
Krananlagen dieser Art werden in der Regel als Bockkran, Portalkran, Verladebrücke oder
Laufkran bezeichnet, je nachdem, ob der Kranträger unmittelbar auf den Fahrschemeln aufliegt oder aber von Portalstützen getragen ist. Es ist ferner bekannt, dass die Lagerdrücke eines frei aufliegenden Trägers mit Einzellast davon abhängig sind, in welcher Entfernung die Einzellasten sich von den Auflagern befinden. Auch ist es üblich, die einzelnen Räder der Radträger oder Fahrschemel, die den Kranträger direkt oder über Stützen tragen, wenigstens zum Teil mit Einzelantrieben auszustatten. Es handelt sich hier in der Regel um asynchrone Käfigläufermotoren, die über entsprechend dimensionierte Vorgelegegetriebe auf die Laufräder einwirken.
Soll der Kran beladen oder unbeladen entlang seiner Führungsbahn verschoben werden, so werden die Motoren eingeschaltet. Es hat sich nun gezeigt, dass bei entsprechend hoher Belastung und bei extremer seitlicher Lage der Last die Raddrücke an den beiden Schemeln so stark unterschiedlich sind, dass sich die Räder des geringer belasteten Fahrschemels entweder durchdrehen oder aber, dass sich der Fahrschemel bzw. Radträger oder der Kranträger etwas quer gegen die Fahrtrichtung stellte, so dass sich die Laufräder an der Führungsschiene verkanteten.
Es wurde bereits eine Steuerung für elektrische Antriebe von Kranfahrwerken bekannt, insbesondere für Laufkran mit Einzelantrieb aller Laufräder, wobei an der Fahrbahn der Laufkatze im Abstand von insbesondere 1/4 der Bahnlänge von den Enden der Fahrbahn weg Schalter angeordnet sind, welche bei bestimmter Stellung der Laufkatze bezüglich der Fahrbahn betätigbar sind und einen Antriebsmotor auf der entgegengesetzten Kranseite abschalten.
Um zu vermeiden, dass bei kleinen von der Katze bewegten Lasten die Endschalter betätigt werden, da bei kleinen Lasten kein so wesentlicher, die Bewegung der Brücke beeinflussender Unterschied der Antriebsmomente der belasteten Kranseite gegenüber der entlasteten Kranseite auftritt, wird die Katze bei dieser bekannten Konstruktion noch mit einem besonderen Endschalter versehen, der durch die federnde Aufhängung des Lasthubseiles betätigt wird und dieser Endschalter wird erst dann geöffnet bzw. geschlossen, wenn am Lasthubseil eine entsprechend grosse Last hängt.
Diese Massnahme ist nicht zweckmässig, da ausser den für die Bewegung des Fahrwerkes der Laufkatze und den Antrieb der Lasthubseilwinde in der Katze erforderlichen Starkstromkabel noch ein zusätzliches Stromkabel als Steuerkabel zu führen ist, das aus Sicherheitsgründen von den Starkstromkabeln getrennt geführt werden muss, was infolge der Bewegung der Katze einen grösseren Aufwand darstellt.
Bekannt ist ferner ein Gerade-Lauftriebwerk für Verladebrücken, Portale u. dgl., bei welchen eine die Schiefstellung der Brücke durch ein Langzeigergerät bzw. Langstrahlgerät messende
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Schaltvorrichtung mit einem von diesem gesteuerten Uberlagerungsantrieb vereinigt ist. Diese Konstruktion benötigt ausser dem normalen Fahrwerk einen zusätzlichen Überlagerungsantrieb zur Vornahme eines eventuellen Ausgleiches, was ebenfalls einen erheblichen Aufwand darstellt. Da der Kranbetrieb ein sehr rauher Betrieb ist, ist es zweckmässig und notwendig, darauf zu achten, für alle erforderlichen Konstruktionen und Schaltungen einfache und betriebssichere Massnahmen vorzusehen.
Die Erfindung schlägt nun vor, dass zur Steuerung des Zuschalten der einzelnen Motoren die Grösse der Auflagerdrücke und/oder die durch die Belastung des Trägers hervorgerufenen Formänderungen und/oder Belastungsmomente an den Kranteilen dient und die Anzahl der anzuschliessenden bzw. angeschlossenen Motoren desjenigen Radträgers am grössten ist, der die grössere Auflagerkraft trägt. Durch diese zweckmässige Verteilung der Antriebsmomente auf die Räder der Fahrschemel in Abhängigkeit der Verteilung der Auflagerkräfte erhält jener Fahrschemel bzw. jener Radträger die höhere Antriebsleistung, der höher belastet ist, wobei dies mit einfachen konstruktiven Mitteln gelingt.
Zur Veranschaulichung der Erfindung wird diese an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, ohne sie dadurch auf eben diese Beispiele einzuschränken. Es zeigen : Fig. l einen Laufkran in Ansicht ; Fig. 2 einen Fahrschemel in Seitensicht und Fig. 3 in Ansicht ; Fig. 4 einen Portalkran und Fig. 5 schematisch eine Druckmessdose.
In Fig. l ist ein Gebäude -1-- im Querschnitt dargestellt, an dessen Seitenwänden die
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beiden Enden liegt der Kranträger -3-- auf den sogenannten Radträgern --6-- auf, die die Laufrollen --8-- beinhalten, wobei, wie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich, jeder Laufrolle --8-- ein
Antriebsmotor--7-- (asynchroner Käfigläufermotor) zugeordnet ist und jeder Motor über ein entsprechendes Vorgelege auf die ihm zugeordnete Laufrolle einwirkt.
Es ist nun hinreichend bekannt, dass die Auflagerdrücke--A und B--, die die Achslast der Laufrollen --8-- bestimmen, abhängig sind von der Lage der Last-G--, aus welchem Grund überaus unterschiedliche
Beanspruchungsverhältnisse hinsichtlich der Achsbelastung auftreten können, wenn sich die Last - G-in einer seitlichen extremen Lage befindet.
Um zu verhindern, dass durch solche ungleiche Belastungen sich die Räder oder Laufrollen - des einen Fahrschemels oder Radträgers durchdrehen oder aber sich der Fahrschemel oder
Radträger als Ganzes verkantet, ist vorgesehen, dass die als Einzelantriebe dienenden Elektromotoren - 7-- mindestens teilweise einzeln an die Betriebsspannung zuschaltbar sind und die Zuschaltung der Motoren--7--in Abhängigkeit vom Abstand der jeweiligen Kranlast von den Auflager des Kranträgers --3-- erfolgt und die Anzahl der beim Anfahren der Anlage anzuschliessenden Motoren --7-- desjenigen Fahrschemels oder Radträgers --6-- am grössten ist, der die grössere Auflagerkraft trägt. Zu diesem Zweck kann beispielsweise der Kranträger-3-und Fahrschemel bzw.
Radträger - 6-verbindende Lager-10- (Fig. 3) als Druckmessdose ausgebildet sein, wie sie schematisch in Fig. 5 dargestellt ist. An der eigentlichen Druckmessdose-11-- (Fig. 5) sind Druckschalter-12 bis 14--angeschlossen, die auf unterschiedliche Ansprechdrücke eingestellt sind, wobei jeder Schalter --12 bis 14--direkt oder indirekt im Speisestromkreis der einzelnen Antriebsmotoren--7--liegt.
Im vorliegenden Beispiel ist ein Motor --7- des Fahrschemels oder Radträgers --6-- direkt an das Netz anschliessbar, wogegen in den Speisestromkreisen der andern drei Motoren je einer der Schalter - 12 bis 14--liegt. Ist der Fahrschemel oder Radträger beispielsweise infolge extremer Seitenlage der Last--G--relativ schwach belastet, so wird beim Betätigen des nicht dargestellten Fahrschalters ausschliesslich einer der vier Motoren--7--an Spannung gelegt.
Ist jedoch die Belastung gross, so dass infolge des in der Druckmessdose--11--herrschenden Druckes beispielsweise auch die Schalter --12 und 13--angeschlossen sind, so werden bei der Betätigung des Fahrschalters drei Motoren des Fahrschemels an Spannung gelegt, so dass zur Verschiebung des Kranes entlang seiner Fahrbahn nunmehr das vierfache Moment zur Verfügung steht.
Fig. 4 stellt nun einen Bock-oder Portalkran dar. Solche Anlagen werden häufig bei Kraftwerken verwendet, wobei diese Kräne auf den Kronen der Staudämme montiert sind. Die Krone der Staudämme ist häufig sehr schmal, so dass die Spurweite--S--des Kranes im Vergleich zur Länge - seines Kranträgers klein ist. Für solche Krananlagen ist der erfindungsgemässe Vorschlag von höchster Bedeutung, da hier bei der äusseren Lage der Katze--4'--der durch die Traglast hervorgerufene Auflagerdruck praktisch von einem einzigen Fahrschemel aufgenommen werden muss. Auch hier kann zwischen Kranstütze --15-- und den Fahrschemel--6'--eine Druckmessdose in
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der oben erwähnten Art vorgesehen sein.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die Anwendung einer Druckmessdose beschränkt. Beispielsweise kann an der mit--16--bezeichneten Stelle ein
Momentenmesswerk eingebaut werden mit einem geeigneten Geber auf mechanischer, hydraulischer, optischer oder elektrischer Basis.
Bei den erwähnten Anlagen ist in der Regel einer der Fahrschemel drehbar gelagert. Diese
Drehachse ist mit-17-in der Fig. 4 angedeutet. Ein mit der drehbaren Stütze verbundener Spiegel würde im Falle des Verkantens eines Fahrschemels verdreht, so dass diese Drehbewegung des Spiegels zur Auslenkung eines Lichtstrahles herangezogen werden kann, wobei das Mass der Auslenkung zur
Steuerung der Motoren dient.
Es ist jedoch durchaus möglich, im Bereich der zulässigen Auslenkung der Pendelstützen
Steuerschalter vorzusehen, die im Falle ihrer Betätigung durch die ausgelenkte Pendelstütze die
Antriebsleistung entsprechend variieren. Eine zweckmässige Ausführungsform liegt darin, dass der
Pendelstütze zwei gegen den Kranträger konvergierend verlaufende Streben zugeordnet sind und die oberen Enden dieser Streben an den beiden Enden eines am oder im Kranträger schwenkbar gelagerten, vorzugsweise waagrecht angeordneten Hebels angelenkt sind und im Schwenkbereich des Hebels
Steuerschalter liegen.
Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, die Stellung der Katze oder des Hubwerkes auf dem
Kranträger zur Steuerung heranzuziehen. Zu diesem Zweck werden in dem von der Katze oder dem
Hubwerk überfahrbaren Bereich sogenannte überfahrsteuerschalter angeordnet, welche beispielsweise an den Stellen-16 und 17-- (Fig. 4), jedoch in der Nähe der Fahrschiene der Katze oder des
Hubwerkes liegen. Befindet sich die Laufkatze dann zwischen diesen beiden Schaltern (im Mittelbereich der Kranbrücke) so sind alle Fahrantriebe gleichmässig eingeschaltet. Fährt die Katze über den linken überfahrschalter (bei--16--) hinaus, also auf die linke Seite, so werden auf der rechten Seite einige
Fahrantriebe abgeschaltet oder auf der linken Seite die Antriebsleistung verstärkt.
Auf der andern Seite ist die Wirkungsweise genau gleich : Fährt die Katze nach rechts, also über den Steuerschalter an der
Stelle-17--, so werden auf der linken Seite Fahrantriebe abgeschaltet oder auf der rechten Seite
Fahrantriebe zugeschaltet.
Die Gebergrösse, die zur Steuerung der Zuschaltung der Motoren dient, ist für die Erfindung nicht so sehr von Bedeutung, da hiezu alle bekannten Massnahmen auf elektrischer, mechanischer, optischer und hydraulischer Basis verwendet werden können, wie sie heute in der Messtechnik hinreichend bekannt sind, so dass sich deren Beschreibung erübrigt. Wesentlich und wichtig ist vielmehr, dass die als
Einzelantriebe dienenden Elektromotoren--7--einzeln an die Betriebs-oder Netzspannung zuschaltbar sind und die Zuschaltung der Motoren in Abhängigkeit vom Abstand der jeweiligen Kranlast von den Auflagern des Kranträgers erfolgt, wobei die Anzahl der beim Anfahren der Anlage anzuschliessenden Motoren desjenigen Fahrschemels am grössten ist, der die grösste Auflagerkraft trägt.
Das an Stelle einer direkten Kraftmessung auch Formänderungen und/oder Momente als Gebergrössen verwendet werden können, wurde bereits erwähnt.
Es ist aus dem Vorstehenden ersichtlich, dass zur Steuerung und Variierung der Antriebsleistung einerseits die Lage der Last zu den jeweiligen Auflagern herangezogen wird, anderseits die infolge der asymmetrischen Belastung der Anlage hervorgerufene Schrägstellung der Kranteile. Dass selbstverständlich beide vorgesehenen Massnahmen beliebig kombiniert werden können, versteht sich von selbst.
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