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Hydraulisches Auslegereinziehwerk Bei Wippkranen mit waagerechtem
Lastweg ist es erwünscht, daß die an dem Wippausleger hängende Last sich in dem
ganzen Wippbereich möglichst mit gleichbleibender Geschwindigkeit bewegt. Dies kann
man durch Regelung der Drehzahl des Wippwerkmotors erreichen. Man kann aber bei
einem hydraulischen Auslegereinziehwerk auch so verfahren, daß der Antriebsmotor
für die die Druckflüssigkeit liefernde Pumpe mit gleichbleibender Drehzahl läuft
und die Förderung der Pumpe in Abhängigkeit von den Wippbewegungen des Auslegers,
z. B. durch Drosselung des Druckflüssigkeitsstromes oder (bei Axialkolbenpumpen)
durch Verschwenkung eines Pumpenteiles gegenüber dem anderen oder durch Veränderung
der Exzentrizität des Läufers einer Verdrängerpumpe, entsprechend geregelt wird.
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Die bekannten Einziehwerke dieser Art haben den Nachteil, daß nur
ein bestimmter, größter Wert der Lastgeschwindigkeit in dein Wippbereich selbsttätig
konstant gehalten wird. Bei einer bekannten Einrichtung wird durch Kurvenlineal
od. dgl. die Möglichkeit geschaffen, die Lastgeschwindigkeit in dem Wippbereich
auf einen gleichbleibenden, höchsten Wert zu begrenzen, aber auch hiervon abweichend
geringere Lastgeschwindigkeiten zu verwirklichen, die jedoch dann nicht selbsttätig
über dem Lastweg konstant gehalten werden.
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Demgegenüber wird mit der Erfindung bezweckt, daß bei einem hydraulischen
Auslegcreinziehwerk beliebige Werte der Lastgeschwindigkeit zwischen Null und einem
Höchstwert über dem Lastweg selbsttätig konstant gehalten werden. Hierbei sollen
die ein Regelglied der Pumpe beeinflussenden Wippbewegungen des Auslegers während
des Hauptteiles der Lastbewegung keine Rückwirkung auf den zur Einstellung der Lastgeschwindigkeit
dienenden Steuerhebel od. dgl. ausüben.
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Vorzugsweise soll jedoch der Ausleger, wenn er eine seiner Wippendlagen
erreicht, den Steuerhebel od. dgl. zwangläufig so verstellen, daß die Förderung
der die Druckflüssigkeit liefernden Pumpe zu Null wird, so daß auch bei Unachtsamkeit
des Kranführers der Ausleger stoßfrei in die betreffende Endlage gelangt.
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Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Auslegereinziehwerk, insbesondere
für Wippkrane, dessen die Druckflüssigkeit liefernde Pumpe ein Regelglied aufweist,
das von den Wippbewegungen des Auslegers derart beeinflußt wird, daß bei gleichbleibender
Drehgeschwindigkeit des Pumpenantriebsmotors die an dem Ausleger hängende Last sich
in dem Wippbereich mit wenigstens annähernd gleichbleibender Geschwindigkeit bewegt.
Die Erfindung besteht in erster Linie darin, daß zur Erzielung beliebiger; über
dem Lastweg gleichbleibender Lastgeschwindigkeiten innerhalb eines gewissen Geschwindigkeitsbereiches
ein Stellglied in einer ein Zwei-Koordinaten-System bildenden Verstelleinrichtung
geführt ist, welche eine mit einem Zwischenglied verbundene, die eine Koordinatenrichtung
bestimmende Führung für das Stellglied und eine weitere, die andere Koordinatenrichtung
bestimmende, als Führung für das Zwischenglied dienende Lagerung aufweist, wobei
die Bewegung des Stellgliedes in einer der beiden Koordinatenrichtungen zwangläufig
von der Wippbewegung des Auslegers abhängt, während die Bewegung des Stellgliedes
in der anderen Koordinatenrichtung der jeweiligen, willkürlich vorzunehmenden Einstellung
der Lastgeschwindigkeit entspricht, und daß das Stellglied mit dem Regelglied der
Pumpe durch eine Kopplung verbunden ist, welche die in einer bestimmten Richtung
liegende Bewegungskomponente des Stellgliedes, die sich aus den Teilbewegungen des
Stellgliedes in den beiden Koordinatenrichtungcn ergibt, auf das Regelglied überträgt.
Zweckmäßig ist die Verstelleinrichtung so ausgebildet, daß die Führung des Stellgliedes
auf Polarkoordinaten erfolgt. Dies kann in der Weise geschehen, daß das Zwischenglied
mittels eines Steuerhebels od. dgl. drehbar und das Stellglied auf dem Zwischenglied
so geführt ist, daß sein Abstand von der Drehachse in Abhängigkeit von der Wippbewegung
des Auslegers selbsttätig geändert wird. Dabei kann an dem Zwischenglied ein Gleitstück
unter der Einwirkung eines von der Wippbewegung des Auslegers beeinflußten übertragungsmittels
verschiebbar geführt sein, dessen Wirkungsrichtung wenigstens annähernd mit der
Drehachse des
Zwischengliedes zusammenfällt, wobei das Gleitstück
mit dem Regelglied gekuppelt ist, dessen Führungsbahn mit der Drehachse des Zwischengliedes
einen spitzen Winkel bildet. Damit der Ausleger jeweils stoßfrei in seine Endlagen
gelangt, steht er zweckmäßig- mit einer auf das Zwischenglied wirkenden Stelleinrichtung
in einer solchen Antriebsverbindung, daß das Zwischenglied dann, wenn- der Ausleger
in eine seiner beiden Endlagen gelangt, zwangläufig in die Stellung gedreht wird,
die der Herabsetzung der Druckflüssigkeitsförderung auf Null entspricht.
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In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
ein Auslegereinziehwerk schematisch dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 die Gesamtheit
des Einziehwerkes mit der zugehörigen Steuerung, Fig.2 die Ansicht eines Teiles
der Steuerung in Blickrichtung des Pfeiles A in Fig. 1 und Fig. 3 die Ansicht eines
anderen Teiles in Blickrichtung des Pfeiles B.
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Der Ausleger ist mit 1 und die Achse seines Wippgelenkes mit 2 bezeichnet.
An dem Ausleger 1 greift die Kolbenstange 3 einer hydraulischen Verstelleinrichtung
an, deren Zylinder mit 4 bezeichnet ist.
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Zur Erzeugung der Druckflüssigkeit für diese Verstelleinrichtung dient
eine von einem Motor 5 angetriebene Verdrängerpumpe, die aus einem feststehenden
Teil 6 und einem Teil 7 besteht, der gegenüber dem Teil 6 um eine Achse 8 schwenkbar
ist. Durch Verschwenkung des Pumpenteiles 7 wird die in der Zeiteinheit von der
Pumpe geförderte Druckflüssigkeitsmenge bei gleichbleibender Drehzahl des Motors
5 stufenlos geregelt. Diese Verschwenkung wird durch eine Servoeinrichtung 11 bewirkt.
Der Pumpenteil 6 ist mit dem Zylinder 4 durch Leitungen 9, 10 verbunden.
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Die Servoeinrichtung 11 wird einerseits in Abhängigkeit von den Wippbewegungen
des Auslegers 1 und andererseits - mittels eines Steuerhebels 12 nach Maßgabe der
einzustellenden Lastgeschwindigkeit betätigt. Der Steuerhebel 12 sitzt fest an einem
Kulissenkörper 13, der in zwei Lagern 14, 15 um eine Achse 16 drehbar ist. In der
Kulisse des Körpers 13 ist ein Stein 17 in Richturig der Achse 16 geführt. An diesem
greift ein Gestänge 18 an, an dessen kugeliges Ende 19 ein Bowdenzug 20 angeschlossen
ist. Dieser geht von einer Zahnstange 21 aus, die unterhalb der Wippachse 2 verschiebbar
gelagert ist und im Eingriff mit einem fest an dem Ausleger 1 sitzenden Zahnrad
22 steht. Die Wirkungslinie der von dem Bowdenzug 20 auf das Gestänge 18 übertragenen
Kraft fällt mit der Achse 16 der Kulisse zusammen.
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Der Stein 17 ist mit einem das Regelglied bildenden Stein 23 mittels
des Lenkers 24 gekuppelt. Der Stein 23 ist auf einem von dem Kulissenkörper 13 ausgehenden
Arm 25 in einem spitzen Winkel zu der Achse 16 geführt. An einem auf der Unterseite
sitzenden Kugelzapfen 26 greift ein Bowdenzug 27 an, der zu einer zur Einstellung
der Servoeinrichtung 11 dienenden, längs verschiebbaren Stange 28 geführt ist.
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Nach der Darstellung in Fig. 1 und 2 befindet sich der Ausleger 1
in der Endlage, in der er am weitesten ausgewippt ist. Dementsprechend ist der Stein
17 durch den Bowdenzug 20 in seine untere Endlage gezogen; und der mit ihm gekuppelte
Stein 23 befindet sich am unteren Ende des Armes 25. Der Steuerhebel 1.2 nimmt die
in Fig. 2 mit 0 bezeichnete Lage ein, bei welcher der Bowdenzug 27 die Steuer-Stange
28 der Servoeinrichtung 11 in der Mittellage hält. Demgemäß befindet sich der schwenkbare
Pumpenteil ? in der Mittellage bezüglich des festen Pumpenteiles 6. Dies bedeutet,
daß die Pumpe, obwohl der Motor 5 läuft, keine Druckflüssigkeit fördert.
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Wenn der Ausleger 1 aus der dargestellten Lage heraus nach oben gewippt,
also die an ihm hängende Last nach der Kranmitte hin bewegt werden soll, wird der
Steuerhebel 12 aus der in Fig. 2 dargestellten Nullage in die durch die Linie I
bezeichnete Lage geschwenkt, die der größten Lastgeschwindigkeit entspricht. Hierbei
gelangt der Mittelpunkt des Kugelzapfens 26 in die Stellung a. Das von dem
Punkt a
auf die der Nullstellung des Steuerhebels 12 entsprechende Mittellinie
0-0 gefällte Lot 1" ist diejenige Strecke, die von dem Bowdenzug 27 als Längsbewegung
auf die Steuerstange 28 übertragen wird. Demgemäß wird unter Vermittlung der Servoeinrichtung
11 der Pumpenteil 7 nach links verschwenkt, so daß eine bestimmte, größte Menge
Druckflüssigkeit in der Zeiteinheit durch die Leitung 10 nach dem unteren Ende des
Zylinders 4 gefördert wird. Unter dem Druck dieser Flüssigkeit wird der Ausleger
1 angehoben.
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Das an der Wippbewegung des Auslegers teilnehmende Zahnrad 22 verschiebt
die Zahnstange 21 nach rechts, und infolgedessen wird durch den Bowdenzug 20 der
Stein 17 in der Kulisse des Körpers 13 nach oben geschoben, wobei keine Rückwirkung
auf den Steuerhebel 12 erfolgt. Gleichzeitig wird der Stein 23 auf dem Arm 25 nach
oben verschoben, wobei der Mittelpunkt des Kugelzapfens 26 in den Punkt 26` gelangt.
Demgemäß wandert, in Fig. 2 betrachtet, der Mittelpunkt des Kugelzapfens von der
Stellung a auf der Linie I in die Stellung b.
Dieser Punkt hat von
der Mittellinie 16 einen kleineren Abstand als der Punkt a und demgemäß auch einen
Abstand lh von der Nullinie 0-0, der kleiner ist als die Strecke 1a. Dies bedeutet,
daß die Steuerstange 28 wieder etwas nach rechts verschoben und folglich der Pumpenteil
7 entsprechend zurückgeschwenkt ist. Die Pumpe fördert daher nunmehr eine geringere
Flüssigkeitsmenge in der Zeiteinheit, so daß die Wippgeschwindigkeit verringert
wird.
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Die Verringerung der Wippgeschwindigkeit bei fortschreitendem Anheben
des Auslegers 1 erfolgt selbsttätig in der Weise, daß sich die an dem Ausleger 1
hängende Last mit einer im wesentlichen gleichbleibenden Geschwindigkeit nach der
Kranmitte hin bewegt.
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Für die umgekehrte Bewegung der Last wird der Steuerhebel 12 in die
in Fig. 2 mit II bezeichnete Lage geschwenkt, die dem Auswippen des Auslegers mit
der größten Lastgeschwindigkeit entspricht. Beim Beginn des Auswippens, wenn der
Ausleger 1 noch stillsteht, ist die Zahnstange 21 nach rechts verschoben, und demgemäß
sind die Steine 17 und 23 in der Kulisse des Körpers 13 bzw. auf dem Arm 25 weit
nach oben verschoben. Demgemäß befindet sich der Mittelpunkt des Kugelzapfens 26
beispielsweise zunächst in der in Fig. 2 mit c bezeichneten Lage. Hierbei hat dieser
Punkt von der Nullinie 0-0 einen Abstand l,. Dies bedeutet, daß die Steuerstange
28 um die Strecke 1, nach rechts hin verschoben und der Pumpenteil 7 entsprechend
verschwenkt ist. Demgemäß wird eine verhältnismäßig kleine Druckflüssigkeitsmenge
in der Zeiteinheit durch die Leitung 9
nach dem Zylinder 4 gefördert,
so daß der Ausleger mit einer entsprechend kleinen Geschwindigkeit nach außen wippt.
Bei dieser Wippbewegung wird die Zahnstange 21 nach links verschoben, und folglich
werden die Steine 17 und 23 nach unten bewegt. Daher wandert der Mittelpunkt des
Kugelzapfens 26 auf der Geraden 1I nach außen, beispielsweise bis zu dem Punkt
d, der einen Abstand ld von der Linie 0-0 in Fig. 2 hat. Die Steuerstange
28 wird also mit fortschreitender Auswippbewegung nach rechts verschoben, so daß
die zu dem Zylinder 4 in der Zeiteinheit geförderte Druckflüssigkeitsmenge und damit
die Wippgeschwindigkeit zunimmt. Die Verhältnisse sind hierbei so gewählt, daß im
Endergebnis die Last sich über dem ganzen Wippweg mit etwa gleichmäßiger Geschwindigkeit
nach außen bewegt.
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Man kann den Steuerhebel 12 auch in irgendwelche Zwischenstellungen,
z. B. nach den Linien I' oder II' in Fig. 2 drehen. Dann erfolgt die Bewegung der
Last beim Einwippen bzw. Auswippen mit einer niedrigeren Geschwindigkeit als bei
der Stellung des Hebels nach den Linien I bzw. II. Aber auch hierbei bleibt die
Lastgeschwindigkeit im wesentlichen konstant, da sich der Mittelpunkt des Kugelzapfens
26 längs der Linie I' bzw. 1I' bewegt und die Servoeinrichtung entsprechend betätigt
wird.
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Fest mit dem Ausleger 1 ist ein Zahnsegment 29 verbunden, das im Eingriff
mit einem Ritzel 30 steht. Zu gemeinsamer Drehung ist mit diesem eine Sektorscheibe
31 verbunden, die zwei etwa um 90° gegeneinander versetzte Flanken 32, 33 hat. Bei
der in Fig. 1 dargestellten Lage liegt die Flanke 32 an der linken Seite des Zapfens
33 einer Kurbel an, die gleichachsig zu der Sektorscheibe 31 zusammen mit einem
Zahnrad 34 drehbar gelagert ist. Dieses greift in eine Zahnstange 35 ein, die durch
einen Bowdenzug 36 mit einer rückwärtigen Verlängerung 37 des Steuerhebels 12 verbunden
ist.
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Wenn der Ausleger 1 aus der in Fig. 1 dargestellten ausgewippten Lage
heraus nach oben verschwenkt wird, dreht sich die Sektorscheibe 31 im Uhrzeigerdrehsinn.
Dabei ist der Steuerhebel 12 z. B. in die mit I bezeichnete Lage verschwenkt. Infolge
der entsprechenden Verschwenkung seiner Verlängerung 37 ist die Zahnstange 35 mittels
des Bowdenzuges 36 nach rechts verschoben worden, wodurch der Kurbelzapfen 33 in
die mit 38 bezeichnete Lage gebracht worden ist.
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Wenn sich der Ausleger beim Einwippen seiner Endlage nähert, trifft
die Flanke 33 der Sektorscheibe 31 auf den Kurbelzapfen 33 und überführt ihn in
die in Fig. 1 dargestellte Nullage. Hierdurch wird unter Vermittlung des Zahnrades
34 die Zahnstange 35 nach links verschoben und dementsprechend die Verlängerung
37 mit dem Steuerhebel 12 durch den Bowdenzug 36 in die in Fig. 2 dargestellte Nullage
zurückgedreht. Es wird also zwangläufig dann, wenn der Ausleger seine Wippendstellung
erreicht, durch den Bowdenzug 27 die Servoeinrichtung in die Nullstellung gebracht,
so daß der Pumpenteil 7 die in Fig. 1 dargestellte Mittellage einnimmt und keine
Druckflüssigkeit mehr zu dem Zylinder 4 gefördert wird. Sinngemäß dieselbe Wirkung
tritt ein, wenn der Ausleger 1 beim Auswippen in die entsprechende Endstellung gelangt,
wobei die Flanke 32 der Sektorscheibe 31 den Kurbelzapfen 33 aus der mit 39 bezeichneten
Lage in die in Fig. 1 dargestellte Mittellage verschwenkt. Hierdurch wird in jedem
Fall beim Erreichen einer Endstellung des Auslegers 1 eine Verlangsamung der Wippbewegung
und ein stoßfreier Anschlag des Auslegers erzielt.