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Die
Erfindung betrifft einen Verriegelungskopf für Teleskopierzylinder eines
mehrere Teleskopschüsse
umfassenden Kranauslegers.
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Die
einzelnen Schüsse
eines Kranauslegers eines Mobilkrans werden mit Hilfe eines Teleskopierzylinders
nacheinander ausgefahren und miteinander verriegelt. Hierzu ist
ein Verriegelungskopf erforderlich, der zwei Funktionen erfüllt:
Zunächst muss
der Verriegelungskopf gewissermaßen als Mitnehmer fungieren,
indem der Teleskopierzylinder bzw. der Verriegelungskopf über Zylinderriegel
mit dem zu teleskopierenden Teleskopschuss gekoppelt wird. Wenn
der Teleskopschuss ausgefahren wurde, muss dieser mit dem ihn umgebenden
Teleskopschuss verriegelt werden. Hierzu sind an dem Verriegelungskopf
Betätigungselemente
vorgesehen, mit welchen die Verriegelung zwischen den Teleskopschüssen durchgeführt werden
kann. Erst wenn die Teleskopschüsse
miteinander verriegelt sind, dürfen
die Zylinderriegel zwischen dem Verriegelungskopf und dem Teleskopschuss
wieder ge löst werden,
um anschließend
den Teleskopierzylinder wieder einzufahren und gegebenenfalls einen
weiteren Teleskopschuss in der vorstehend beschriebenen Art und
Weise zu verlagern. Entscheidend für die Betriebssicherheit ist
eine zuverlässige
Ansteuerung der beiden Verriegelungsmechanismen. Die bislang verwendeten
Verriegelungskonstruktionen sind größtenteils aufwändig und
kompliziert und arbeiten entweder mit voneinander unabhängigen Riegeln
oder aber mit indirekt voneinander abhängigen Riegeln, d.h., es sind
zusätzliche
Sperrmechanismen vorgesehen. Insgesamt sind derartige Verriegelungskopfkonstruktionen
relativ gewichtig und auf Grund der Teilevielfalt konstruktiv aufwändig und
teuer. Auch die Energieversorgung und die für einen sicheren Betrieb erforderliche
Positionsabfrage ist mit teilweise sehr hohem konstruktiven Aufwand
verbunden, insbesondere, wenn die Riegel unabhängig voneinander betätigt werden
können.
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Zum
Stand der Technik ist beispielsweise die
DE 199 26 131 A1 zu nennen.
Diese Druckschrift betrifft einen Teleskopausleger, welcher aus
mehreren Auslegerabschnitten besteht und nur einen Teleskopier-Antrieb
zum Ausfahren bzw. Einfahren sämtlicher
Ausleger-Abschnitte aufweist. Es ist eine Verriegelungseinheit vorgesehen,
die ein Führungsgehäuse aufweist,
an dem Verriegelungsbolzen tragende Hebel mittels eines Kraftspeichers
in Richtung auf eine äußere Verriegelungsposition
verschiebbar geführt
sind. Zugeordnete Entriegelungs-Antriebe
sind auf einer gemeinsamen Ebene einer mit dem Teleskopier-Antrieb
verbundenen Mitnehmereinrichtung angeordnet und mit dem jeweiligen
Hebel in Eingriff bringbar.
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In
der
DE 100 04 838
A1 wird ein Kran mit einem Teleskopausleger offenbart,
dessen einzelne austeleskopierbare Schüsse nach dem Lösen von
arretierbaren Bolzenverbindungen durch Kupplung mit nur einer einstufigen,
hydraulischen Kolbenzylindereinheit aus- und einfahrbar und in der
jeweils aus- und eingefahrenen Stellung mittels am inneren Ende des
jeweiligen Schusses angeordneter federbelasteter Verriegelungsbolzen
verriegelbar sind. Es ist eine Kupplungs- und Verriegelungseinheit
vorgesehen, die mittels zweier durch eine Kolbenzylindereinheit betätigbare
Kupplungsbolzen mit Aufnahmen der austeleskopierbaren Schüsse kuppelbar
ist, mit dem verschiebbaren Element der Kolbenzylinderheit verbunden
ist und in Ver- und Entriegelungsstellung in der gleichen, die beiden
Kupplungsbolzen einschließenden
Vertikalebene je Schuss zwei horizontal liegende Verriegelungsbolzen
aufweist, die rechts und links in Aufnahmen des jeweiligen einfassenden Schusses
mittels einer Kolbenzylindereinheit ver- und entriegelbar sind.
Jeder Verriegelungsbolzen weist an seinem inneren Ende ein pilzartig
ausgebildetes Kupplungsstück
auf, das mit einer am jeweiligen Ende quer zur Ein- und Ausschubrichtung
der Schüsse
liegenden Kolbenzylindereinheit angeordneten Klaue kuppelbar ist.
Die Kolbenzylindereinheit kann nur durch ein mechanisches Blockiermittel
zum Einziehen der Verriegelungsbolzen betätigt werden, wenn die Kupplungsbolzen
mit den Aufnahmen des aus- oder einzuteleskopierenden Schusses gekuppelt
sind. Ferner kann das Lösen
der Kupplungsbolzen mit dem jeweiligen Schuss nur dann erfolgen, wenn
die beiden Verriegelungsbolzen gesetzt sind.
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In
der
DE 195 46 661
A1 wird ein mehrschüssiges
Teleskopiersystem beschrieben, bei welchem zur Erhöhung der
Betriebssicherheit eine mechanische Zusammenfassung des Entriegelungsmechanismus
mit dem Überhebemechanismus
vorgeschlagen wird, wobei eine Entriegelung der Teleskopschüsse erst
möglich
wird, wenn die Mitnehmer am zu verlagernden Teleskopschuss gesetzt
sind und umgekehrt das Lösen
der Mitnehmer vom zu verlagernden Teleskopschuss erst dann erfolgen
kann, wenn die Verriegelung zwischen zwei Teleskopschüssen wieder
erfolgt ist. Es ist eine wechselseitige Betätigungssperre für die Mitnahmeklauen
und die Entriegelungsklaue vorgesehen.
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Aus
der
DE 20 2005
003 906 U1 ist eine Vorrichtung zur Betätigung einer Verriegelung von
Teleskopschüssen
bekannt geworden, bei welcher Betätigungselemente zur Betätigung der
Verriegelung vorgesehen sind, jeweils einen Zahnstangenabschnitt
aufweisen und mit einer gemeinsamen Ritzelwelle im Eingriff stehen.
Die Ritzelwelle wird über
einen, ebenfalls mit einem Zahnstangenabschnitt versehenen, Kolben
angetrieben, welcher wiederum durch einen die translatorische Bewegung
des Kolbens sperrenden Sperrriegel blockierbar ist. Bei hinreichender
Verlagerung des Sperrriegels kann ein hydraulischer Druck an einem
Hydraulikanschluss aufgebaut werden, so dass durch Setzen des Sperrriegels
beispielsweise eine Folgesteuerung zur Verlagerung des nächsten Teleskopschusses
angestoßen
werden kann.
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Diese
bereits sehr kompaktbauende und verschmutzungsunempfindliche Ausführungsform
eines Verriegelungskopfes gilt es weiter zu verbessern.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen Verriegelungskopf
für Teleskopierzylinder
eines mehrere Teleskopschüsse
umfassenden Kranauslegers aufzuzeigen, welcher bei einfacher und
kompakter Bauweise möglichst
leichtgewichtig ist und kostengünstig
herstellbar ist. Die Funktionssicherheit soll durch mechanische
Abhängigkeit
der Verriegelungsmechanismen unter Verwendung möglichst weniger Bauteile realisiert
werden.
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Die
Aufgabe ist bei einem Verriegelungskopf mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 gelöst.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Der
Verriegelungskopf umfasst ein Gehäuse, in welchem Betätigungselemente
zur Betätigung
der Verriegelung von aufeinander folgenden Teleskopschüssen gelagert
sind. Diese Betätigungselemente zusammen
mit dem Antrieb für
die Betätigungselemente
können
auch als Teleskopverriegelung (TV) bezeichnet werden, wohin die
Verriegelung des Teleskopierzylinders bzw. des Verriegelungskopfes
des Teleskopierzylinders mit einem einzelnen Teleskopschuss als
Zylinderverriegelung (ZV) bezeichnet werden kann.
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Bei
der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die translatorisch
zu verlagernden Betätigungselemente
jeweils einen Zahnstangenabschnitt aufweisen oder mit einem solchen
verbunden sind, weil Ritzel-Zahnstangen-Paarungen besonders platzsparend
und damit kompaktbauend sind. Die Zahnstangenabschnitte stehen mit
einer gemeinsamen Ritzelwelle in Eingriff, welche zur gleichzeitigen Verlagerung
beider Betätigungselemente
vorgesehen ist. Die Zahnstangenabschnitte befinden sich insbesondere
im gegenüberliegenden
Eingriff der Ritzelwelle, so dass bei einer Drehung der zentralen Ritzelwelle
Zahnstangenabschnitte in entgegengesetzte Richtungen verlagert werden
mit der Folge, dass auch die Betätigungselemente
in entgegengesetzte Richtungen verlagert werden können.
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Neben
dem zuvor beschriebenen TV-System umfasst das ZV-System translatorisch
in dem Gehäuse
verlagerbare Zylinderriegel, über
welche der Verriegelungskopf mit dem Teleskopschuss verriegelt werden
kann. Entscheidend ist, dass bei Aktivierung des ZV-Systems das
TV-System blockiert wird, um die jeweils andere Funktionsbetätigung zu
verhindern. Es ist bei der Erfindung vorgesehen, dass die Ritzelwelle
des TV-Systems teilweise im Hubweg eines translatorischen Riegelantriebs
des ZV-Systems liegt,
allerdings eine Abflachung aufweist, welche dafür vorgesehen ist, den Hubweg
freizugeben. Der Hubweg des translatorisch verlagerbaren Riegelantriebs
darf allerdings nur dann freigegeben werden, wenn sich die Betätigungselemente
in einer Position befinden, in welcher die Teleskopschüsse verriegelt sind.
Ferner ist die Abflachung dafür
vorgesehen, bei Einfahren der Zylinderriegel in das Gehäuse, d.h.
bei Betätigung
des ZV-Systems, von dem Riegelantrieb formschlüssig blockiert zu werden, so
dass die Betätigungselemente
nicht gleichzeitig mit den Zylinderriegeln verlagerbar sind. Auf
diese Weise ergibt sich eine mechanische Sperre zwischen dem ZV-System und
dem TV-System, ohne dass zusätzliche
Sperrbolzen oder besondere Sperrmechanismen erforderlich sind. Der
wesentliche Vorteil ist die unmittelbare, d.h., die direkte, formschlüssige Sperr-Sicherung
der beiden im Wechsel arbeitenden Verriegelungssysteme. Die Integration
beider Verriegelungssysteme in einen Verriegelungskopf kann daher
besonders platzsparend erfolgen.
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In
vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Riegelantrieb
einen gegen die Federkraft einer Rückstellfeder verlagerbaren
Kolbenbolzen, welcher durch die Rückstellfeder wieder in die
Verriegelungsposition verlagerbar ist. Der Kolbenbolzen kann insbesondere
hydraulisch verlagert werden. Hydraulische Antriebe eignen sich
für derartige
Verriegelungsköpfe
auf Grund der hohen Leistungsdichte besonders gut. Dementsprechend
kann auch die Ritzelwelle des TV-Systems über einen hydraulisch beaufschlagbaren
Antriebsbolzen angetrieben werden. Der Antriebsbolzen weist einen
Zahnstangenabschnitt auf, der durch translatorische Bewegung die Ritzelwelle
in eine Drehbewegung versetzt, so dass sich die Drehbewegung auf
die Zahnstangenabschnitte der Betätigungselemente überträgt. Der
Antriebsbolzen der Ritzelwelle ist gegen die Federkraft einer Rückstellfeder
verlagerbar.
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Ein
weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass die Mittel zur Positionserfassung
der Betätigungselemente
lediglich einem der Betätigungselemente
zugeordnet werden müssen.
Durch die mechanische Zwangskopplung der Betätigungselemente über die Zahnstangenabschnitte
und die zwischengelagerte Ritzelwelle kann von der Position des
einen Betätigungselements
auf die Position des anderen Betätigungselements
zuverlässig
geschlossen werden.
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Auch
die Übertragung
der translatorischen Bewegung des Riegelantriebs auf die Zylinderriegel kann über Zahnstangen
und Ritzel erfolgen. Dies ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn
die Zylinderriegel in entgegengesetzte Richtungen verlagert werden
sollen. In diesem Fall kann der Riegelantrieb mit einer Zahnstange
verbunden sein, welche zwei Zahnstangenabschnitte aufweist. Ein
erster Zahnstangenabschnitt steht mit einem Ritzel in Eingriff, welcher
wiederum mit einem Zahnstangenabschnitt des Zylinderriegels in Eingriff
steht, so dass der Zylinderriegel in entgegengesetzte Richtungen
zur Zahnstange bewegt wird. Der zweite Zylinderriegel steht über zwei
zwischengeschaltete Ritzel mit der Zahnstange in Eingriff. Es sind
hier zwei Ritzel erforderlich, um die Drehbewegung des ersten Ritzels
umzukehren, damit sich die Zylinderriegel synchron in entgegengesetzte
Richtungen bewegen. Auf Grund der formschlüssig gekoppelten Kraftübertragung
der beiden Zylinderriegel ist auch bezüglich der Zylinderriegel eine
Positionserfassung nur eines Zylinderriegels ausreichend. Insbesondere
kann die Position des Riegelantriebs erfasst werden, da sich hieraus
folgern lässt,
in welcher Position sich die Zylinderriegel befinden.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den schematischen Zeichnungen
dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
Schnittdarstellung durch einen Verriegelungskopf;
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2 einen
Schnitt entlang der Linie A-A durch den Verriegelungskopf der 1 und
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3 einen
Schnitt entlang der Linie B-B der 1.
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1 zeigt
einen Verriegelungskopf 1, welcher in nicht näher dargestellter
Weise an einem Teleskopierzylinder 2 befestigt wird. Der
Teleskopierzylinder durchsetzt eine zentrale Bohrung 2 des
Verriegelungskopfs 1, sodass dieser zum Teleskopieren der
Teleskopschüsse
verlagerbar ist. Der Verriegelungskopf 1 vereint zwei Verriegelungssysteme.
Das erste Verriegelungssystem dient zur Verriegelung zweier Teleskopschüsse miteinander
und befindet sich in der Bildebene der 1 in der
oberen Hälfte des
Verriegelungskopfes. In der unteren Bildhälfte befindet sich das Verriegelungssystem
zur Verriegelung des Verriegelungskopfes mit einem Teleskopschuss,
um diesen gegenüber
weiteren Teleskopschüssen
zu verlagern.
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Beide
Verriegelungssysteme befinden sich innerhalb eines Gehäuses 3,
in welchem die mit 4a, 4b bezeichneten Betätigungselemente
gelagert sind. Die Betätigungselemente 4a, 4b sind
in diesem Ausführungsbeispiel
abgekröpft
und stehen andeutungsweise mit einem Verriegelungsmechanismus innerhalb
der Teleskopschüsse
in Eingriff. In 2 ist zu erkennen, dass die
Betätigungselemente 4a, 4b in Richtung
der eingezeichneten Pfeile P, d.h., in entgegengesetzte Richtungen
verlagerbar sind. Die Betätigungselemente 4a, 4b besitzen
jeweils einen Zahnstangenabschnitt 5a, 5b, welche
mit einer gemeinsamen Ritzelwelle 6 in Eingriff stehen.
Wird die Ritzelwelle gemäß der Darstellung
der 2 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, werden die
Betätigungselemente 4a, 4b eingefahren.
Gleichzeitig wird die Position der Betätigungselemente 4a, 4b durch
Mittel zur Positionserfassung 7 in Form von Näherungsschaltern
abgefragt.
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Die
Ritzelwelle 6 wird dabei von einem Antriebsbolzen 8 angetrieben,
der translatorisch (Pfeil P2) innerhalb des Gehäuses verlagerbar ist (3). Zur
Verlagerung des Antriebsbolzens 8 wird Drucköl über einen
Hydraulikanschluss 9 in einen Druckraum 10 eingebracht.
Unter der Einwirkung des hydraulischen Drucks bewegt sich der Antriebsbolzen 8 in der
Bildebene der 3 nach links, wobei ein Zahnstangenabschnitt 11 mit
der Ritzelwelle 6 in Eingriff steht und diese in Richtung
des Pfeils P1 dreht. Mit H ist der maximale Hub des Antriebsbolzens 8 bezeichnet.
Die Verlagerung des Antriebsbolzens 8 erfolgt gegen die
Federkraft einer Rückstellfeder 12.
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In 3 ist
ferner ein Kolbenbolzen 13 zu erkennen, welcher parallel
zum Antriebsbolzen 8 angeordnet ist und ebenfalls entgegen
der Federkraft einer Rückstellfeder 14 verlagerbar
ist. Auch dieser Kolbenbolzen 13 ist mit einem hydraulischen
Druck beaufschlagbar, welcher über
einen Hydraulikanschluss 15 in einem Druckraum 16 aufgebaut
wird. Der Hub ist mit H1 gekennzeichnet. Auch hier sind Mittel zur
Positionserfassung 17 in Form von Näherungsschaltern vorgesehen.
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Der
Kolbenbolzen 13 ist in nicht näher dargestellter Weise mit
einer Zahnstange 18 gekoppelt, die in 1 gezeigt
wird. Die Zahnstange 18 ist innerhalb des Gehäuses 3 translatorisch
verlagerbar und steht über
endseitige Zahnstangenabschnitte 19, 20 mit Ritzeln 21, 22, 23 in
Eingriff, die wiederum in Zahnstangenabschnitte 24, 25 von
Zylinderriegeln 26a, 26b greifen. Auf Grund der
unterschiedlichen Anzahl der Ritzel 21, 22, 23 bewegen
sich die Zylinderriegel 26a, 26b in entgegengesetzte
Richtungen, was durch die Pfeile P3 verdeutlicht wird.
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Das
Besondere im Zusammenspiel zwischen den beiden Verriegelungssystemen
ist die Gestaltung der gegenseitigen, formschlüssigen Selbsthemmung. Die Selbsthemmung
wird durch eine Abflachung 27 an der Ritzelwelle 6 erzeugt
(3). In der dargestellten Position ist die Ritzelwelle 6 frei drehbar,
da sich der Kolbenbolzen 13 in der Bildebene ganz links
befindet. Es ist also eine Teleskopverriegelung möglich, während gleichzeitig
die Zylinderriegel ausgefahren sind, d.h., der Verriegelungskopf mit
einem Teleskopschuss in Eingriff steht. Wenn nun der Kolbenbolzen 13 durch
Druckbeaufschlagung nach rechts verlagert wird, d.h., die Zylinderriegel 26a, 26b eingefahren
werden, wird die Ritzelwelle 6 blockiert, da das Spiel
S zwischen dem Kolbenbolzen 13 und der Abflachung 27 der
Ritzelwelle so gering ist, dass eine Drehung der Ritzelwelle 6 und
damit eine Betätigung
der Teleskopverriegelung unmöglich ist.
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- 1
- Verriegelungskopf
- 2
- Bohrung
- 3
- Gehäuse
- 4a
- Betätigungselement
- 4b
- Betätigungselement
- 5a
- Zahnstangenabschnitt
- 5b
- Zahnstangenabschnitt
- 6
- Ritzelwelle
- 7
- Mittel
zur Positionserfassung
- 8
- Antriebsbolzen
- 9
- Hydraulikanschluss
- 10
- Druckraum
- 11
- Zahnstange
- 12
- Rückstellfeder
- 13
- Kolbenbolzen
- 14
- Rückstellfeder
- 15
- Hydraulikanschluss
- 16
- Druckraum
- 17
- Mittel
zur Positionserfassung
- 18
- Zahnstange
- 19
- Zahnstangenabschnitt
- 20
- Zahnstangenabschnitt
- 21
- Ritzel
- 22
- Ritzel
- 23
- Ritzel
- 24
- Zahnstangenabschnitt
- 25
- Zahnstangenabschnitt
- 26a
- Zylinderriegel
- 26b
- Zylinderriegel
- 27
- Abflachung
- S
- Spiel
- P
- Pfeil
- P1
- Pfeil
- P2
- Pfeil
- P3
- Pfeil