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Die Erfindung betrifft einen Verriegelungskopf für Teleskopierzylinder eines mehrere Auslegerstufen umfassenden Kranauslegers gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1.
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Die Auslegerstufen eines Kranauslegers eines Mobilkrans werden mit Hilfe eines Teleskopierzylinders nacheinander ausgefahren und miteinander verriegelt. Zum Verriegeln wird ein Verriegelungskopf verwendet, wie er beispielsweise in der
DE 10 2011 009 408 B3 beschrieben ist.
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Das Stellmittel zum Antrieb der Teleskopverriegelung wird von zwei Ritzelwellen gebildet, die jeweils mit einem Zahnstangenabschnitt des Betätigungselementes und andererseits mit einem Zahnstangenabschnitt des gemeinsamen Antriebselementes in Eingriff stehen. Das Antriebselement ist zwischen den Ritzelwellen angeordnet.
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Die Betätigungselemente führen eine rein lineare Verriegelung aus, ebenso wie die im Gehäuse gelagerten Zylinderriegel.
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Der Verriegelungskopf besitzt zwei wesentliche Funktionskomponenten, nämlich einerseits die Zylinderverriegelung (ZV), die zur Verbindung des den Verriegelungskopf tragenden Teleskopierzylinders mit einer Auslegerstufe dient, und andererseits eine Teleskopverriegelung (TV). Sie dient zur Verbindung einer Auslegerstufe mit einer anderen Auslegerstufe (Teleskopschuss). Die TV-Verriegelung weist einen linear wirkenden TV-Antrieb für zwei verlagerbare TV-Mitnehmer auf. Die Zylinderverriegelung wird über einen zweiten, insbesondere linear wirkenden Antrieb, den ZV-Antrieb, betätigt. Er dient dazu, zwei Zylinderriegel zu bewegen, die in dem Gehäuse translatorisch verlagerbar sind. Die Zylinderriegel können ein- oder ausgefahren werden.
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Aus Sicherheitsgründen besitzt der Verriegelungskopf eine Sperrfunktion bzw. eine Sperre, so dass entweder nur die Zylinderriegel oder nur die TV-Mitnehmer verlagerbar sind. Es muss in jedem Fall sichergestellt sein, dass die TV- und ZV-Verriegelung nicht gleichzeitig betätigt werden können.
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Die
CN 1 00 588 604 C offenbart einen Verriegelungskopf mit einem linear verschiebbaren Antriebsschieber, der zwei Schwenkkörper steuert. Die mechanische Kopplung zwischen dem Antriebsschieber und den Schwenkkörpern erfolgt über Verbindungsstreben, deren Enden schwenkbeweglich mit dem Antriebsschieber und den Schwenkkörpern verbunden sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen derartigen Verriegelungskopf für Teleskopierzylinder hinsichtlich seiner Kompaktheit, des Gewichtes und der Herstellkosten zu optimieren.
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Diese Aufgabe ist bei einem Verriegelungskopf mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
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Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
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Der Verriegelungskopf für Teleskopierzylinder eines mehrere Auslegerstufen umfassenden Kranauslegers, weist folgende Merkmale auf:
- a. eine Teleskopverriegelung TV zum Verbinden einer Auslegerstufe mit einer weiteren Auslegerstufe mit einem linear wirkenden TV-Antrieb für zwei TV-Mitnehmer, die gegenüber einem Gehäuse des Verriegelungskopfes verlagerbar sind;
- b. eine Zylinderverriegelung ZV zum Verbinden eines Teleskopierzylinders mit einer Auslegerstufe mit einem ZV-Antrieb für zwei Zylinderriegel, die in dem Gehäuse translatorisch verlagerbar sind und
- c. eine Sperre, die dazu ausgebildet und eingerichtet ist, dass entweder nur die Zylinderriegel oder nur die TV-Mitnehmer verlagerbar sind.
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Die Erfindung zeichnet sich durch eine Weiterbildung der TV-Verriegelung aus. Bei der Erfindung wirkt der TV-Antrieb auf einen linear verlagerbaren Antriebsschieber, der wiederum mittels gegenüberliegender Verzahnungen gleichzeitig mit verzahnten Schwenkkörpern in Eingriff steht. Die Verzahnungen liegen sich unmittelbar gegenüber. Der Antriebschieber ist wie ein Stößel zwischen zwei Schwenkkörpern platziert und kann durch gegenseitigen Eingriff diese gleichzeitig und gegensinnig bewegen, um die Schwenkkörper in entgegengesetzte Richtungen zu verschwenken. Die Schwenkkörper sind über Schwenkhebel mit den TV-Mitnehmern verbunden, um die gegensinnigen Schwenkbewegungen auf die TV-Mitnehmer zu übertragen. Die TV-Mitnehmer fungieren als Betätigungselemente, um auslegerstufenseitige Teleskopschwenkriegel zu betätigen. Die TV-Mitnehmer werden bei dem erfindungsgemäßen Verriegelungskopf nicht linear bewegt, sondern auf einem Kreisbogenabschnitt. Der Kreisbogenabschnitt ist allerdings so kurz bzw. der Schwenkhebel so lang, dass die Bewegung der TV-Mitnehmer zwar nicht translatorisch ist, allerdings nahezu dieselbe Orientierung hat, wie die Bewegungsrichtung der Zylinderriegel. Die TV-Mitnehmer bewirken auch bei einer Bewegung entlang eines Kreisbogenabschnittes die gleiche lineare Bewegung der auslegerseitigen Teleskopschwenkriegel, wie translatorische verlagerbare TV-Mitnehmer. Eine durch die Endpunktlagen eines Schwenkkörpers verlaufende Gerade weicht nur um wenige Grad (< 5°) von der Orientierung, d.h. von der Bewegungsrichtung, der Zylinderriegel ab.
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Ein Vorteil der Schwenkbewegung ist es, dass der Hubweg des TV-Antriebs kleiner sein kann als die Länge eines Kreisbogenabschnittes, um welche jeder TV-Mitnehmer verschwenkbar ist. Das Übersetzungsverhältnis wird von dem Durchmesser des Schwenkkörpers und der Länge des Schwenkhebels bestimmt. Insbesondere kann die Länge des Hubweges an die Länge des Kreisbogenabschnittes angepasst werden. Der TV-Antrieb kann dadurch vergleichsweise klein und kompakt ausfallen, wodurch auch der Verriegelungskopf insgesamt kleiner und kompakter gebaut werden kann. Die zentrale Anordnung des Antriebsschiebers trägt ebenfalls dazu bei, dass der gesamte TV-Antrieb ausgesprochen kompakt ist. Ein weiterer Vorteil ist, dass der Antriebsschieber aufgrund seiner Lage zwischen den Schwenkkörpern in Längsrichtung der Zylinderaufnahme, d.h. in Längsrichtung des Teleskopierzylinders, weist. Die Querrichtung wird durch die Orientierung der Zylinderriegel bestimmt, die senkrecht zum Teleskopierzylinder stehen. Der TV-Antrieb und der ZV-Antrieb liegen daher bevorzugt im 90°-Winkel zueinander. Diese Orientierungen ermöglichen es, dass der Antriebsschieber des TV-Antriebs und der ZV-Antrieb je einen Durchdringungsbereich für die gegenseitige Durchdringung zur Ausbildung der Sperre aufweisen. Die Durchdringungsbereiche sind so gestaltet, dass der Antriebsschieber des TV-Antriebs nicht betätigt werden kann, wenn der ZV-Antrieb mit diesem Antriebsschieber in Eingriff steht. Umgekehrt kann der ZV-Antrieb nicht betätigt werden, wenn der Antriebsschieber des TV-Antriebs die Bewegung blockiert.
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Zur Überwachung des Verriegelungskopfes kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein Schwenkhebel, vorzugsweise beide Schwenkhebel, einen Abschnitt zur Positionserfassung der Schwenkhebel relativ zum Gehäuse aufweisen. Die Position des Schwenkhebels ermöglicht in Kombination mit der Position des Teleskopierzylinders einen Rückschluss darauf, ob Auslegerstufen miteinander verbunden sind oder nicht. Diese Information ist essentiell wichtig, denn anderenfalls darf der TV-Antrieb nicht betätigt werden, um den Teleskopierzylinder von einer Auslegerstufe zu lösen. Eine Auslegerstufe muss entweder mit einer weiteren Auslegerstufe oder einem Teleskopierzylinder verbunden sein.
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Aufgrund der Verzahnung der Schwenkhebel mit dem Antriebsschieber lässt sich ein Rückschluss auf die Position beider Schwenkhebel ziehen. Aus Gründen der Redundanz können die Überwachungsmittel, beispielsweise Näherungssensoren, mit jedem der Schwenkhebel zusammenwirken.
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Die TV-Mitnehmer besitzen vorzugsweise gerundete Eingriffsflächen für den Eingriff mit einer auslegerstufenseitigen Aufnahme. Die Eingriffsflächen können gerundet sein, um ein Abwälzen der Kontaktflächen miteinander zu ermöglichen. Die TV-Mitnehmer führen aufgrund der Schwenkbewegung der Schwenkhebel ebenfalls eine Schwenkbewegung aus. Vorzugsweise besitzen sie Längsachsen parallel zu den Schwenkachsen. Dadurch wird eine Linienberührung der TV-Mitnehmer mit den auslegerstufenseitigen Aufnahmen ermöglicht. Die TV-Mitnehmer können auch eine unrunde Form haben. Die TV-Mitnehmer sind vorzugsweise als feststehende Körper, z.B. in Form von Bolzen, gestaltet, die in sich nicht noch einmal drehbar mit den Schwenkkörpern verbunden sind. Die Körper sind bevorzugt mit den Schwenkarmen verschweißt.
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Die Rückstellung des TV-Antriebs und/oder des ZV-Antriebs erfolgt in beiden Fällen vorzugsweise gegen eine Federkraft. Die Rückstellung der beiden Antriebe erfolgt dementsprechend bei Druckentlastung über entsprechende Federkräfte bzw. Druckfedern. Der ZV-Antrieb dient dazu, die Zylinderriegel einzufahren. Im entlasteten Zustand sind die Zylinderriegel ausgefahren. Der TV-Antrieb dient dazu, die TV-Mitnehmer nach innen zu verschwenken. Das Verschwenken nach innen kommt einem Entriegeln zweier Auslegerstufen gleich. Im druckentlasteten Zustand darf keine selbsttätige Entriegelung zweier Auslegerstufen oder eine Entriegelung des Zylinderkopfes von einer Auslegerstufe möglich sein.
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Der erfindungsgemäße Verriegelungskopf baut aufgrund seiner zentralen Anordnung der Betätigungselemente sehr kompakt. Die TV- und ZV-Antriebe bzw. deren Stellmittel- und Schieber sind vorzugsweise gleichzeitig über entsprechende Abdichtungen Teil von Direktantrieben. Dadurch sind kurze Stellwege realisierbar. Kurze Stellwege bedeuten geringere Druckverluste, eine höhere Kraftausbeute und eine sehr schnelle, nahezu schlagartige Verstellung. Gleichzeitig wird die Anzahl möglicher Undichtigkeitsstellen durch Reduzierung der Dichtungen gemindert. Der Direktantrieb reduziert die Reibung und vereinfacht die Einhaltung von Maßtoleranzen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine Schnittdarstellung durch den Verriegelungskopf der 2 und
- 2 den Verriegelungskopf der 1 in einer Draufsicht, teilweise im Schnitt.
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Die 1 und 2 zeigen einen Verriegelungskopf, wie er an einem nicht näher dargestellten Teleskopierzylinder eines mehrere Auslegerstufen umfassenden Kranauslegers befestigt wird. Der Teleskopierzylinder durchsetzt dabei eine zentrale Bohrung 2 des Verriegelungskopfes 1, so dass dieser zum Teleskopieren der Auslegerstufen zusammen mit der Bewegung des Teleskopierzylinders verlagerbar ist.
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Der Verriegelungskopf 1 vereint zwei Verriegelungssysteme. Das erste Verriegelungssystem (Teleskopverriegelung TV) dient zur Betätigung der Verriegelung zweier Auslegerstufen miteinander. Es befindet sich in der 1 in der oberen Hälfte des Verriegelungskopfes. In der unteren Bildhälfte der 1 befindet sich das Verriegelungssystem zur Verriegelung des Verriegelungskopfes 1 selbst mit einer Auslegerstufe (Zylinderverriegelung ZV). Beide Verriegelungssysteme sind über ein gemeinsames Gehäuse 3 miteinander verbunden.
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In den Figuren sind zwei bolzenförmige TV-Mitnehmer 4,5 in zwei unterschiedlichen Positionen gezeigt. Die bolzenförmigen TV-Mitnehmer 4,5 ragen in der 1 nach oben und sind dafür vorgesehen, in eine nicht näher dargestellte Aufnahme einer Auslegerstufe einzugreifen, um einen Riegel zu betätigen, welcher die Auslegerstufen miteinander verbindet oder trennt. Die TV-Mitnehmer 4, 5 führen eine Schwenkbewegung aus, wie anhand der Draufsicht gemäß 2 zu erkennen ist. Die Schwenkbewegungen sind gegensinnig, wie anhand der eingezeichneten Pfeile zu erkennen ist. Die TV-Mitnehmer 4, 5 befinden sich an Enden von Schwenkhebeln 6, 7, die wiederum mit Schwenkkörpern 8, 9 verbunden sind. Die Schwenkachsen S1, S2 der Schwenkkörper 8, 9 verlaufen parallel zu den Längsachsen der bolzenförmigen TV-Mitnehmer 4, 5. Die Schwenkkörper 8, 9 sind schwenkbeweglich am Gehäuse 3 gelagert. Während sich an je einem Ende der Schwenkhebel 6, 7 die TV-Mitnehmer 4, 5 befinden, sind an den jeweils anderen Enden der Schwenkhebel 6, 7 Abschnitte 19 zur Positionserfassung des jeweiligen Schwenkhebels 6, 7 angeordnet. Es handelt sich um Vorsprünge, deren Position über nicht dargestellte Messmittel erfasst wird. Die Information über die Position wird an eine Steuereinheit weitergegeben.
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Jeder der Schwenkkörper 8, 9 weist einen verzahnten Abschnitt auf für einen Eingriff mit Verzahnungen 10, 11 an einem Antriebsschieber 12. Der Antriebsschieber 12 ist linear in dem Gehäuse 3 gelagert. Bei Verstellung des Antriebsschiebers 12, z.B. durch den Druck P2, wird der Antriebsschieber 12 in Längsrichtung des Gehäuses 3 verlagert, d.h. in Richtung parallel zur Bohrung 2 für den Teleskopierzylinder. Der Antriebsschieber kann um den Hubweg C gegen die Federkraft einer Feder 13 verlagert werden. Die Feder 13 ist eine Druckfeder, insbesondere eine Schraubendruckfeder, die in einer Federaufnahme am Gehäuse 3 gelagert ist.
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Im druckentlasteten Zustand befinden sich die beiden TV-Mitnehmer 4, 5 in der dargestellten äußeren Position. Nach dem Verstellen des Antriebsschiebers 12 um den Hubweg C befinden sich die TV-Mitnehmer 4, 5 in der gestrichelt dargestellten inneren Position. Hierbei legen sie jeweils einen größeren Weg zurück als der Antriebsschieber 12, nämlich einen quer zur Längsrichtung des Verriegelungskopfes gemessenen Schwenkwegs Ca, Cb. Das Übersetzungsverhältnis ergibt sich aus der Länge der Schwenkhebel 6, 7 und dem Abstand der Verzahnungen 10, 11 von den Schwenkachsen S1, S2 der Schwenkkörper 8, 9.
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Die Funktion der Zylinderverriegelung ZV wird anhand der 1 erläutert. Die Darstellung der 1 zeigt diametral angeordnete Zylinderriegel 14, 15 in der jeweils ausgefahrenen Position. Sie können eingefahren werden, so dass sie nicht mehr aus dem Gehäuse 3 herausragen. Das Verstellen der Zylinderriegel 14, 15 erfolgt über einen ZV-Antrieb. Der ZV-Antrieb 16 ist quer zur Längsrichtung der Bohrung angeordnet. Er befindet sich bei diesem Ausführungsbeispiel im oberen Bereich des Verriegelungskopfes 1 unterhalb der TV-Mitnehmer 4, 5.
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In nicht näher dargestellter Weise besitzen die beweglichen Komponenten des ZV-Antriebs und der Antriebschieber 12 des TV-Antriebs 18 Durchdringungsbereiche, um eine Sperre auszubilden, die so wirkt, dass entweder nur die TV-Mitnehmer 4, 5 oder die Zylinderriegel 14, 15 betätigt werden können. In keinem Fall können beide Verriegelungen gleichzeitig betätigt werden.
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Das Funktionsprinzip der Teleskopverriegelung TV mit den verschwenkbaren TV-Mitnehmern 4, 5 an den Schwenkhebeln 6,7 ist unabhängig von dem Funktionsprinzip der Zylinderverriegelung ZV realisierbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Verriegelungskopf
- 2
- Bohrung für Teleskopierzylinder
- 3
- Gehäuse
- 4
- TV-Mitnehmer
- 5
- TV-Mitnehmer
- 6
- Schwenkhebel für 4
- 7
- Schwenkhebel für 5
- 8
- Schwenkkörper für 4
- 9
- Schwenkkörper für 5
- 10
- Verzahnung an 12
- 11
- Verzahnung an 12
- 12
- Antriebsschieber
- 13
- Feder
- 14
- Zylinderriegel
- 15
- Zylinderriegel
- 16
- ZV-Antrieb
- 17
- Feder
- 18
- TV-Antrieb
- 19
- Abschnitt zur Positionserfassung von 6, 7
- C
- Hubweg von 12
- Ca
- Schwenkweg von 5
- Cb
- Schwenkweg von 4
- P1
- Druck
- P2
- Druck
- S1
- Schwenkachse von 8
- S2
- Schwenkachse von 9
- TV
- Teleskopverriegelung
- ZV
- Zylinderverriegelung
