DE1007039B - Vorrichtung an Drehkranen zur selbsttaetigen Verstellung des Gegengewichts - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die selbsttätige Verstellung des Gegengewichtes von Drehkranen. Hierfür sind schon verschiedene Vorschläge gemacht worden, und zwar kann man das Gegengewicht in Abhängigkeit von der Größe der eingehängten Last, des Lastmomentes oder der Ausladung verstellen. Die Verwendung von Hydraulikzylindern zur Verstellung des Gregengewichtes ist bekannt. Allerdings wird dort die Steuerung stets mechanisch ausgelöst.

Bei einem bekannten Autokran ist beispielsweise der Gegengewichtsträger mit dem Ausleger zu einem starren System verbunden. Dieses System ist um eine waagerechte Achse in beschränktem Maße schwingbar gelagert und wird durch Verstellung des Gegengewichtes im Gleichgewicht gehalten. Die Relativbewegung zwischen dem schwingbaren System und dem Untergestell wird zur Verstellung eines Steuerkolbens und damit zur Steuerung des Gegengewichtes verwendet. Selbst bei kleinen Kranen ist eine Unterteilung des drehbaren Teiles in zwei relativ zueinander bewegbare Baugruppen außergewöhnlich teuer und rechtfertigt nicht den angestrebten Erfolg. Bei schweren Kranen, beispielsweise Eisenbahnkranen, führt dieser Vorschlag jedenfalls zu keinem brauchbaren Ergebnis.

Erfindungsgemäß wird die gesamte Steuerungsanlage dadurch vereinfacht, daß man auf besondere Tastorgane ganz verzichtet, und zwar wird bei Verwendung eines Auslegers, der über Flüssigkeitszylinder verstellt, beispielsweise angehoben oder gesenkt wird, der in dem oder den Hubzylindern herrschende Flüssigkeitsdruck selbst für die Verstellung und/oder Steuerung des Gegengewichtes benutzt. Mit Hilfe dieses Flüssigkeitsdruckes kann die Ausladung des Gegengewichtes mittelbar oder unmittelbar in Abhängigkeit von dem auf den Auslegerdrehpunkt ausgeübten Lastmoment verändert werden. Regelmäßig wird die Last, die für die Standfestigkeit ausschlaggebend ist, an einem Hebelarm von der Drehachse angreifen, der sich, bezogen auf den Abstand des Hubzylinders von dieser bzw. vom Drehpunkt des Auslegers, nur wenig ändert. In diesem Fall läßt sich aus dem Lastmoment und aus dem Flüssigkeitsdruck im Hubzylinder mit guter Annäherung auch dann das Kippmoment, bezogen auf die Drehachse des Kranes oder auf die entsprechende Abstützung, ermitteln, wenn der Auslegerdrehpunkt beliebig angeordnet ist. Durch Auftragen der jeweiligen Kippmomente der Last, bezogen auf die Drehachse oder die Abstützung, über dem Lastmoment, bezogen auf den Auslegerdrehpunkt bzw. über dem Flüssigkeitsdruck, ergeben sich nahezu gerade Kurven. Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung werden die (bzw. der) Hubzylinder unmit-

Vorrichtung an Drehkranen

zur selbsttätigen Verstellung

des Gegengewichts

Anmelder:

Krupp-Ardelt G. m. b. H.,
Wilhelmshaven, Industriegelände West

Fritz Grandjot, Wilhalmshaven,
ist als Erfinder genannt worden

ao telbar mit einem Gegengewic'htssteuerzylinder in Verbindung gebracht, dessen Kolben oder Zylinder in der einen Richtung durch den Flüssigkeitsdruck und in der anderen Richtung durch ein Rückstellelement gesteuert werden.

Der Gegengewichtssteuerzylinder kann dabei ein Steuerventil verstellen, welches ein Gegengewichtsverstellzylinder steuert. Damit eine Kopiersteuerung für ein linear bewegtes Gegengewicht gebildet wird, kann entweder der Steuerzylinder oder sein Kolben oder Stempel am Gegengewicht so befestigt werden, daß er dessen Bewegung mitmacht, so daß eine durch den Flüssigkeitsdruck verursachte Verstellung des Steuerventils durch die nachfolgende Verstellbewegung des Gegengewichtes wieder aufgehoben wird.

Zweckmäßig verbindet man hierzu den Steuerzylinder mit dem Gegengewicht, während das Steuerventil und der Verstellzylinder am Oberwagen befestigt w tr den. Diese Ausbildungsform hat den Vorteil, daß lediglich eine Flüssigkeitszuführung zu einem am Gegengewicht oder Gegengewichtswagen angeordneten Element vorgesehen werden muß. Da es sich bei diesem Element nur um einen Steuerzylinder handelt, braucht diese Leitung überdies nur einen verhältnismäßig kleinen Durchmesser zu haben. Es bleibt dem Konstrukteur überlassen, ob er eine Teleskopzufühirung oder einen Druckmittelschlauch verwenden will.

Eine besonders einfache und robuste Ausführungsform wird gemäß einem weiteren Erfmdungsmerkmal dadurch erzielt, daß der Gegengewichtsverstellzylinder unmittelbar mit dem Hubzylinder in Verbindung gebracht wird und daß man das Gegengewicht selbst als Rückstellelement verwendet. Dabei können die zuvor erwähnten Steuerelemente in Fortfall kommen, wodurch die Vorrichtung wesentlich verbilligt wird.

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Außerdem wird mit diesem Merkmal eine weitaus Fig. 7 eine solche Ausführungsform der Erfindung

größere Betriebssicherheit erzielt, da das Gegen- wiedergibt, bei welcher das Gegengewicht hammergewicht nicht positiv in seine Einzugsstellung ge- artig aufgehängt ist.

steuert zu werden braucht, sich vielmehr selbsttätig Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Eisenbahndrehkran

in diese Stellung hineinbewegt, wenn der am Verstell- 5 mit" einem Unterwagen 1, der sich im Betrieb über zylinder angreifende Kolbendruck nachläßt. Bei einem ' zusätzliche Schwenkarme 2 bei 3 abstützt. Mit dem Rohrbruch oder einem anderen Schaden an der Unterwagen ist über eine Zug- und Druckkräfte Hydraulikanlage senken sich sowohl der Ausleger mit übertragende Drehlagerung 4 ein Oberwagen 5 verder Last als auch das Gegengewicht gleichzeitig und bunden. Ein Ausleger 6 ist bei 7 drehbar am Obermit einer der Größe der Leckstelle entsprechenden io wagen angelenkt und wird über Flüssigkeitszylinder 8 Geschwindigkeit ab. Hierfür wird zweckmäßig nach angehoben und abgesenkt. An der äußeren Spitze des einer weiteren Erfindungsvorschrift das Gegengewicht Auslegers ist ein Kranhaken 35 für leichtere Lasten in an sich bekannter Weise auf einer Kurvenbahn an einer Flasche 36 relativ zum Ausleger heb- und geführt, deren Steigung sich mit der Ausladung des senkbar aufgehängt. Ein weiterer Kranhaken 9 für Gegengewichtes vergrößert. Damit verbunden ist dann 15 größere Lasten ist näher zum Auslegerdrehpunkt hin regelmäßig eine entsprechende Schwenkbewegung des vorgesehen und unmittelbar am Ausleger aufgehängt. Verstellzylinders, so daß bei der Ausbildung des Die durch diesen Haken aufzunehmenden Lasten Oberwagens auf diese Bewegungsmöglichkeiten Rück- werden also durch den Flüssigkeitszylinder 8 selbst sieht genommen werden muß. Besonders vorteilhaft angehoben.

wird das Gegengewicht nach Art eines Hammers bzw. 20 Am hinteren Ende des Oberwagens 5 ist ein relativ Briefwaagengewichtes schwenkbar aufgehängt, wobei zu diesem verfahrbarer Gegengewichtsschlitten 10 nur ein kleiner Flüssigkeitsdruck erforderlich ist, um angeordnet. Das Gegengewicht 11 selbst ist U-förmig das Gegengewicht aus seiner unteren Ruhestellung, ausgebildet, so daß es entlang dem Oberwagen über in welcher die Bahn nahezu waagerecht verläuft, aus- einen Motor- und Getriebeblock 12 hinweg nach vorn zulenken, während zum Anheben des Gegengewichtes 25 in die mit strichpunktierten Linien angedeutete Stelim Bereich seiner größten Ausladung die in lotrechter lung verfahren werden kann. Die Gesamtanordnung Richtung auf das Gegengewicht ausgeübte Kraft etwa ist so gewählt, daß für die Berechnung der Gegengleich derjenigen des Gegengewichtes wird. Durch gewichte die auf den Haken 9 reduzierte Last als geeignete Wahl des Gegengewichtsdrehpunktes, des maßgebend angenommen werden kann. Mit anderen Hebelarmes und des Drehpunktes des Verstellzylinders 30 Worten, wenn man am Haken 35 die größte dort und eine entsprechende relative Anordnung dieser zulässige Last angreifen läßt und das von dieser Last Größen zueinander, können die Gegengewichtsaus- auf den Drehpunkt 7 ausgeübte Lastmoment auf den ladung und der Flüssigkeitsdruck in ein nahezu Angriffspunkt am Haken 9 reduziert, so ist die Standlineares Verhältnis zueinander gebracht werden, so sicherheit, bezogen auf die Abstützung 3, stets größer daß auch ein einmal gewählter Standsicherheitsfaktor 35 als dann, wenn am Haken 9 die dort zulässige Last stets beibehalten werden kann oder jedenfalls nie angreift. Von dieser Voraussetzung kann ausgegangen unterschritten wird. Diese Bedingung läßt sich nicht werden, wenn das Moment mit der größtzulässigen ganz so leicht erfüllen, wenn sich der Lastangriffs- Last am Haken 9, bezogen auf die Abstützung 3, punkt entlang dem Ausleger ändert. Dies tritt bei- größer als das Moment der zulässigen Last am spielsweise dann auf, wenn die Last von einer Lauf- 40 Haken 35, bezogen auf die Abstützung 3, ausgebildet katze gehalten wird, die auf dem Ausleger verfahren ist. Hinsichtlich der Drehachse 13 des Kranes liegen werden kann. Für diese Anordnung wird schließlich die Verhältnisse noch entsprechend günstiger. Folglich erfindungsgemäß vorgeschlagen, den Auslegerdreh- kann angenommen werden, daß durch das Leergewicht punkt in die Drehachse des Kranes zu legen oder mit bzw. Leermoment des Auslegers 6 im Hubzylinder 8 einem solchen Abstand von dieser Achse anzuordnen, 45 ein Flüssigkeitsdruck P₁ hervorgerufen wird, während der gleich dem kleinsten Abstand der Abstützung von der diesen Druck übersteigende Wert />₂ ein Maß für der Drehachse ist. Dabei läßt sich die Summe aller die am Haken 9 angreifende Last ergibt. Daher läßt Auslegermomente auf die Drehachse bzw. die Aus- sich auch aus dem Wert p₂ unmittelbar entweder das legermomente, bezogen auf die Abstützung, ebenfalls Lastmoment auf die Drehachse 13 oder die Abstütdurch den Flüssigkeitsdruck ermitteln. Daher kann 5= zung 3 ermitteln. Somit kann auch der Druck p₂ selbst dieser Druck auch in der vorbeschriebenen Weise in ein lineares Verhältnis zur Ausladung des Gegenunmittelbar für die Steuerung des Gegengewichtes -gewichtes gesetzt werden. Etwas anders liegen die herangezogen werden. Verhältnisse, wenn, wie dies in den Fig. 3 und 4 dar-

Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der gestellt ist, auf dem Ausleger 6^a bzw. 6⁶ eine Lauf-Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt 55 katze 14 vorgesehen wird, wobei für die Berechnung Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäß - der Standsicherheit von der Belastung am Haken 15 ausgebildeten Eisenbahndrehkranes, der Laufkatze 14 ausgegangen werden muß. Sollen die Fig. 2 eine Ansicht von links auf den in Fig. 1 Momente in bezug auf die Krandrehachse 13 ausdargestellten Drehkran. geglichen werden, so wird der Auslegerdrehpunkt 7" Fig. 3 eine Ausführungsform, wobei der Ausleger- 60 zweckmäßig in diese Achse hineinveriegt, wie dies drehpunkt in die Krandrehachse hineinverlegt worden auch in Fig. 3 dargestellt ist.

ist. Ist dagegen die Standsicherheit in bezug auf die

Fig. 4 eine" andere Ausführungsform, wobei" der Abstützung 3 zu berücksichtigen, so wird der Aus-Auslegerdrehpunkt über der jeweiligen Abstützung legerdrehpunkt 7⁶ vorteilhaft lotrecht über diese Abangeordnet ist, . 65 Stützung verlegt. In diesen beiden Fällen ist auch bei Fig. 5 eine erfindungsgemäße Steueranordnung mit einer verfahrbaren Laufkatze der Flüssigkeitsdruck in Vorsteuerung für das Gegengewicht, - den Hubzylindern 8^e und 8* stets unmittelbar linear Fig. 6 eine besondere Ausführungsform der Erfin- proportional zu allen vom Ausleger auf die Krandrehdung, wobei das Gegengewicht auf einer Kurvenbahn achse bzw. die Abstützung ausgeübten Momenten, geführt wird, während 70 Reibungsverluste, die beispielsweise an der Stopf-

büchse auftreten, sind von untergeordneter Größe und lassen sich durch die Wahl eines vergrößerten Sicherheitsfaktors berücksichtigen.

Fig. 5 zeigt eine erfmdungsgemäß ausgebildete Steuervorrichtung für die Ausladung des Gegengewichts in linearer Abhängigkeit vom Flüssigkeitsdruck. Eine Pumpe P saugt aus einem Rücklaufbehälter 16 und fördert in eine Druckleitung 17, die über eine Leitung 18 mit zwei Hubzylindern 8, über eine Leitung 19 mit einem Steuerzylinder 20 und über eine Leitung 21 mit einem Steuerventil 22 verbunden ist. Der Steuerzylinder 20 ist am Gegengewicht 11 bzw. am Gegengewichtswagen 10 befestigt. Im vorliegenden Fall ist die Leitung 19 als Teleskopleitung ausgebildet. Sie kann jedoch auch mit den gleichen Vorteilen durch eine Schlauchleitung gebildet werden. In dem Steuerzylinder 20 ist ein Kolben 23 verschiebbar geführt und wird von der Gegengewichtsseite her durch Drucköl beaufschlagt, dessen Druck gleich demjenigen in den Hubzylindern 8 ist.

Auf der anderen Seite des Kolbens 23 greift eine im Steuerzylinder 20 abgestützte Druckfeder 24 an. Der Kolben 23 verschiebt über seine Kolbenstange 25 einen Steuerkolben 26 im Steuerventil 22, wodurch Drucköl aus der Leitung 21 vor oder hinter einen Kolben 27 im Gegengewichtsverstellzylinder 28 gesteuert wird.

Wenn somit der Druck im Hubzylinder beispielsweise durch Anheben einer Last ansteigt, dann wird die Feder 24 im Steuerzylinder 20 zusammengedrückt, wobei sich der Steuerkolben 26 im Ventil 22 verschiebt und über eine Leitung 29 Drucköl hinter den Kolben 27 fördert. Dieser Kolben verschiebt so lange das Gegengewicht 11 im Sinne einer Vergrößerung der Ausladung und nimmt dabei den Steuerzylinder 20 mit, bis die Federkraft der Feder 24 die auf den Kolben 23 ausgeübte Kraft der Druckflüssigkeit übersteigt bzw. ebenso groß wird wie diese, wobei der Ventilkolben 26 in seine Ausgangsstellung übergeführt wird und sowohl die Leitung 29 als auch eine weitere Leitung 30 zum Verstellzylinder 28 schließt. Durch die Leitung 30 ist zuvor die Rücklaufflüssigkeit aus dem Raum vor dem Kolben 27 über das Ventil 22 durch eine Rücklaufleitung 31 abgeflossen. Bei einem Absetzen der Last bzw. einer Verkleinerung des Lastmomentes tritt der umgekehrte Vorgang ein, daß die Feder 24 die Kraft der entgegenwirkenden Druckflüssigkeit überwindet und das Steuerventil 22 so verstellt, daß Drucköl durch die Leitung 30 vor den KoI-l>en 27 gefördert wird, während die Rücklaufflüssigkeit aus dem Zylinder 28 über die Leitung 29 abfließen kann, bis die Kräfte im Steuerzylinder 20 einander ausgleichen. Die Steuervorrichtung spricht bei jeder Veränderung der Lastgröße oder des Lastmomentes selbsttätig an, so daß stets eine gleichbleil >ende Sicherheit gegen Kippen oder auch eine annähernd gleichmäßige Verteilung der Lastkräfte gewährleistet werden kann. Dies gilt auch dann, wenn das Lastmoment sich nähert, ohne daß die Pumpe P eingeschaltet ist. In diesem Fall wird stets Druckflüssigkeit aus den Zylindern 8 entsprechend der Stellung des Steuerventils 22 vor oder hinter den Kolben 27 gefördert. Der Durchmesser des Zylinders 28 kann unverhältnismäßig kleiner als derjenige der Zylinder 8 ausgebildet werden. Die Flüssigkeitsverluste, die beim 6g Verschieben des Gegengewichtes auftreten, wenn die Pumpe P nicht läuft, haben daher für die Stellung des Auslegers praktisch keine Bedeutung.

An Stelle des Kolbens 23 kann auch die Kolbenstange 25 selbst in Form eines Druckstempels in den Steuerzylinder 20 eingeführt werden und entsprechend mit einer Zugfeder, die sich innerhalb oder außerhalb des Zylinders anordnen läßt, zusammenwirken. Im vorliegenden Fall kann das Gegengewicht, da es positiv in beiden Richtungen gesteuert wird, auf einer ebenen Bahn geführt werden. Die Gesamtanordnung läßt sich noch dadurch vereinfachen, daß man das Gegengewicht auf einer geneigten Bahn führt, wobei es die Bewegung in der einen von beiden Richtungen selbsttätig ausführt. In diesem Fall ist also lediglich ein Steuerventil erforderlich, welches den Zu- und Ablauf beispielsweise für den Raum hinter dem Kolben 27 steuert.

Eine weitere Vereinfachung der gesamten Anordnung läßt sich gemäß den Ausführungsformen nach den Fig. 6 oder 7 erzielen. Dort ist nämlich das Gegengewicht auf einer Bahn geführt, deren Steigung sich bei einer Vergrößerung der Ausladung ebenfalls vergrößert.

Nach Fig. 6 kann diese Führung auf einer Kurvenbahn 32 erfolgen. Hierfür muß der Verstellzylinder 28^a schwenkbar aufgehängt werden, wie dies bei 33 dargestellt ist. Er kann aber unmittelbar an die Druckleitung 17 angeschlossen bzw. mit den Zylindern 8 verbunden werden. Irgendwelche Steuerelemente mit Federkräften od. dgl. sind nicht mehr erforderlich.

Eine weitere Vereinfachung ergibt sich gemäß Fig. 7 dann, wenn das Gegengewicht nach Art eines Hammers um einen Drehpunkt 34 schwenkbar gelagert und somit auf einer Kreisbahn geführt wird. Die letztere Anordnung wird vor allem darum bevorzugt, weil sie die Vorteile besonders einfacher Ausführungsform und größter Betriebssicherheit miteinander vereinigt.

Claims (8)

1. Patentansprüche:

   .1. Vorrichtung an Drehkranen zur selbsttätigen Verstellung des Gegengewichtes in Abhängigkeit vom Lastmoment, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Auslegers (6), der über Flüssigkeitszylinder (8) verstellt, beispielsweise angehoben oder gesenkt, wird, der in dem oder den Hubzylindern (8) vorhandene Flüssigkeitsdruck für die an sich bekannte Verstellung und/ oder Steuerung des Gegengewichtes (11) benutzt wird.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die (bzw. der) Hubzylinder (8) unmittelbar mit einem Gegengewichtssteuerzylinder (20) in Verbindung stehen, dessen Kolben (23) oder Stempel in der einen Richtung durch den Flüssigkeitsdruck und in der anderen Richtung durch ein Rückstellelement (24) zu steuern ist, dessen Kraft sich mit der Ausladung des Gegengewichtes (11) ändert.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (23) des Gegengewichtssteuerzylinders (20) ein Steuerventil (22) verstellt, welches einen Gegengewichtsverstellzylinder (28) steuert.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegengewichtssteuerzylinder (20) mit dem Gegengewicht verbunden ist, während das Steuerventil (22) und der Gegengewichtsverstellzylinder (28) am Oberwagen (5) befestigt sind, derart, daß eine Kopiersteuerung für das linear bewegte Gegengewicht gebildet ist.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegengewichtsverstellzylinder (28°, 28⁶) unmittelbar mit dem Hubzylinder in Verbindung steht und daß das Gegengewicht selbst als Rückstellelement wirksam ist.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegengewicht in an sich bekannter Weise auf einer Kurvenbahn (32) geführt ist, deren Steigung sich mit der Ausladung des Gegengewichtes vergrößert.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegengewicht nach Art eines Hammers bzw. Briefwaagengewichtes schwenkbar gelagert ist.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei sich der Lastangriffspunkt entlang dem Ausleger ändert, beispielsweise eine Laufkatze auf dem Ausleger verfahrbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslegerdrehpunkt (7^a, 7^b) in die Drehachse (13) des Kranes gelegt oder mit einem solchen Abstand von dieser Achse angeordnet ist, der gleich dem kleinsten Abstand der Abstützung (3) von der Drehachse (13) ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Britische Patentschriften Nr. 604 852, 190 594;
   USA.-Patentsohrift Nr. 2 703 180.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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