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Sicherheitseinrichtung für Hebezeuge Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung
für Hebezeuge zur Begrenzung von Bewegungen ihrer Teile.
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Bei Kranfahrzeugen z. B. müssen die Bewegungen des Hubwerks, des Wipp-
und des Schwenkwerks begrenzt werden. Je nach der Bauart dürfen vom Wippwerk und
dem Schwenkwerk meist nur gewisse Winkelbereiche bestrichen werden. Ebenso ist das
Hubwerk in der Benutzung an Grenzen gebunden, da das zulässige Lastmoment nicht
überschritten werden darf.
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Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Forderungen mechanische Abschaltvorrichtungen
oder auch Endschalter zu benutzen. Diese Mittel haben die Nachteile direkten Angriffs,
großer Bauaufwendigkeit und der Notwendigkeit besonderer Mittel, um das Gerät wieder
in Betrieb zu setzen. Besser ist daher eine andere bekannte Sicherheitseinrichtung
zur Begrenzung von durch Betätiger auf Schaltmittel übertragenen Bewegungen, wobei
durch einen Elektromagneten zwei miteinander gekuppelte Teile des Betätigers bei
Überschreiten einer Betriebsgrößengrenze und dabei beaufschlagtem Elektroschalter
voneinander getrennt und von einer Speicherkraft im Sinne der Rückführung der Schaltmittel
bewegt werden. Nachteilig hierbei ist die Anwendung einer mechanischen Kupplung
zwischen zwei Teilen des Betätigers in Form eines Stiftes, der von einem Elektromagneten
bewegt werden kann, da diese mechanische Einrichtung einen besonderen Bauaufwand
erfordert und eine Quelle für Störungen ist.
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Diese Nachteile werden gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß
die miteinander zu kuppelnden Teile des Betätigers durch den Elektromagneten derart
unmittelbar verbindbar sind, daß das eine Teil des Betätigers Träger der Elektromagnetspule
und das andere Teil Anker des Elektromagneten ist.
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Für die erwähnte elektromagnetische Verbindung kann ein weiterer Elektromagnet
vorgesehen sein, wobei einer der Elektromagneten ankerseitig mit dem Schalthebel,
der andere ankerseitig mit den Schaltmitteln verbunden ist, während beide Spulen
mechanisch miteinander verbunden sind. Es gehört weiter zum Erfindungsgedanken,
den Anker derart auf der Spule abstützbar zu machen, daß bei unterbrochener elektromagnetischer
Verbindung durch eine formschlüssige Verbindung zwischen Anker und Spule die Stellung
der Schaltmittel geschaltet werden kann, bei der eine der ursprünglichen Bewegung
entgegengesetzte eingeleitet wird.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im folgenden
an Hand von Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind, näher
erläutert. Die Abbildungen zeigen schematisch verschiedene Ausführungsformen der
Sicherheitseinrichtung.
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Der Schalthebel 1 des Kranfahrzeuges besitzt die Schaltstellungen
1, 0 und II. Dabei soll 0 die Leerlaufstellung darstellen. Entsprechende Schaltstellungen
weist auch das Schaltmittel 2 auf, das beispielsweise einen hydraulischen Steuerschieber
betätigt. Bewegungen des Kranhakens beim Heben der Last, beim Wippen oder Schwenken
können durch derartige Schaltorgane eingeleitet werden. Beispielsweise mag die Hebelstellung
I das Schwenken nach links, die Hebelstellung II das Schwenken nach rechts einleiten.
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Mittels der Stange 3 ist am Schalthebel 1 der Zylinder
4 angelenkt, der einen Elektromagneten enthält. Dieser besteht aus der Spule
5 und dem kolbenartigen Anker 6. Im Stromkreis der Spule 5 liegen
die Schalter 7 und B. Dabei stellt 7 einen Sicherheitsschalter
dar, der beispielsweise im Zündschloß des Kranfahrzeugs untergebracht ist. Schalter
8 ist ein Endschalter, der dann anspricht, wenn beispielsweise die zulässige Grenze
einer Bewegung erreicht ist. Der Anker 6 des Elektromagneten ist mit einer Stange
9 unmittelbar gekoppelt, die einen Bund 10 besitzt. Der Bund 10 ist
beiderseits so zwischen Federn 11 und 12
gelagert, daß bei gleicher
Belastung der Federn das Schaltmittel 2 und der hydraulische Steuerschieber
in Leerlaufstellung stehen. In dieser in Abb. 1 dargestellten Stellung steht der
Bund 10 der Stange 9 in der Stellung 0.
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Da die Spule 5 des Elektromagneten mit dem Schalthebel 1 und der Anker
6 mit dem Schaltmittel 2 verbunden ist, folgt das Schaltmittel allen Bewegungen
des Schalthebels 1 unmittelbar, solange die
Spule 5 des Elektromagneten
an Spannung liegt, d. h., solange die Schalter 8 und 7 geschlossen
sind. Wird beispielsweise der Schalthebel 1 in seine Stellung I gebracht,
so geht der Bund 10 -des Schaltmittels 2 in seine entsprechende Stellung
I. Der Kran des Fahrzeugs führt nun die entsprechende Bewegung aus. Wird dabei die
Grenzlage erreicht, so spricht der Endschalter 8 an, und der Stromkreis der Spule
5 wird an dieser Stelle unterbrochen. Damit wird die elektromagnetische Verbindung
zwischen Spule 5 und Anker 6 gelöst. Beim Wegfall der elektromagnetischen
Kraft entspannt sich die vorher beim Schaltvorgang gespannte Feder 12, die
am Bund 10 angreift, und bringt den Anker 6 mittels der Stange 9 in die Mittelstellung,
die der Leerlaufstellung 0 des Schaltmittels 2 entspricht. Nunmehr liegt
also die Spule 5
nicht mehr am Anker 6 an.
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Es sei angenommen, daß zur Rückführung des Kranes aus der geschilderten
Grenzlage der Schalthebel und das Schaltmittel in Stellung 1I gebracht werden müssen.
Wird der Schalthebel von I in Richtung nach 1I gebracht, so kommt beim Erreichen
der Mittelstellung 0 die Spule 5 im Zylinder 4 wieder zum Anschlag
mit dem Anker 6. Beim Weiterbewegen des Schalthebels 1 von 0 nach II wird also der
Anker 6 von der Spule 5 in gleicher Richtung mitgenommen, so daß wunschgemäß vom
Schaltmittel 2 die Schaltstellung 11 erreicht wird, obwohl der Strom in diesem
Augenblick noch unterbrochen ist. Bei der Rückbewegung des Kranes aus der Grenzlage
wird der Endschalter 8 wieder frei, der Stromkreis wird geschlossen, so daß
der ursprüngliche Zustand wiederhergestellt wird, bei dem die geschilderten Schaltorgane
elektromagnetisch miteinander verbunden sind.
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Die erläuterte Einrichtung, die der Abb. 1 entspricht, ist funktionsfähig,
wenn eine Grenzlage bei der Bewegung erreicht wird, die der Schaltstellung 1 entspricht.
Soll auch eine der Schaltstellung II entsprechende Bewegung in gleicher Weise gesichert
werden, so ist eine entsprechende Ausgestaltung dieser Einrichtung erforderlich.
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Abb.2 verkörpert eine bevorzugte Ausführungsform dieses Erfindungsgedankens.
In diesem Falle sind sowohl Bewegungen gesichert, die der Stellung I des Schalthebels
1 entsprechen, als auch die der Stellung II entsprechenden Bewegungen. Beim Erreichen
der betreffenden Grenzlage wird die entsprechende elektromagnetische Verbindung
durch Ansprechen eines Endschalters unterbrochen. Der Schalthebel 1 ist in diesem
Falle nicht mit dem Zylinder 4 gekoppelt, sondern mittels einer Stange
13 gelenkig mit dem Anker 16 einer Magnetspule 15 verbunden. Die Spule
15 sitzt ebenso wie die Spule 5 fest im Zylinder 4, so daß beide Spulen mechanisch
miteinander ; verbunden sind. Der Anker 6 der Spule 5 ist in gleicher Weise wie
in Abb. 1 mittels der Stange 9 mit dem Schaltmittel 2 verbunden. Die Endschalter
8
bzw. 18 in den Stromkreisen der Spulen 5 bzw. 15 sind den Stellungen 1 bzw.
II des Schalthebels 1 bzw. den entsprechenden Bewegungen am Kranfahrzeug zugeordnet.
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Die Sicherung der Bewegung entsprechend Schalthebelstellung I entspricht
der Wirkungsweise von Spule 5 und Anker 6, die an Hand von Abb. 1 dargestellt wurde.
Wird nun bei der Schalthebelstellung 1I eine Grenzlage der entsprechenden Bewegung
erreicht, so spricht der Endschalter 18 an. Damit wird die Spule 15 stromlos.
Durch Entspannung der vorher gespannten Feder 11 wird das Schaltmittel
2 in 0-Stellung, das heißt Leerlaufstellung, gebracht, so daß die Ziffer
1I entsprechende Kranbewegung gestoppt wird. Uni aus der Grenzlage wieder zurückzufahren,
wird der Schalthebel nach Ziffer 1 geschaltet. Dabei kommt in der Stellung 0 der
Anker 16 zur Anlage an der Spule 15, so daß der Zylinder 4 mittels der Stange 9
das Schaltmittel 2 ebenfalls in die Steuerstellung I bringt. Auch in diesem Falle
soll im Stromkreis der Elektromagnete ein Sicherheitsschalter liegen, der in Abb.
2 nicht dargestellt ist. Er kann beispielsweise im Zündschloß des Kranfahrzeuges
untergebracht werden. Eine unbefugte Benutzung der Schaltorgane kann daher kein
Unheil anrichten.
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Mit den dargestellten Mitteln wird eine einfache und zuverlässige
Sicherung der Bewegungen des Kranfahrzeuges erreicht und eine ebenso einwandfreie
Begrenzung des Lastmomentes. Die geschilderte Einrichtung zeichnet sich durch eine
sehr genaue Arbeitsweise aus.
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Ein Verschleiß tritt praktisch nicht ein. Die Sicherheitseinrichtung
erfordert auch keine Wartung, so daß eine korrekte Funktion über eine sehr lange
Betriebszeit gewährleistet wird. Die Einrichtung kann sowohl bei hydraulischen als
auch bei mechanischen oder elektrischen Antriebssystemen angewandt werden. Auch
in Schräglagen arbeitet die Einrichtung einwandfrei, so daß bei der Auslegung des
Schaltgestänges keine Schwierigkeiten auftreten. Selbst bei bereits ausgeführten
Krananlagen kann die Sicherheitseinrichtung ohne großen Aufwand nachträglich eingebaut
werden. Die Feinfühligkeit der Betätigung mit einem Handhebel wird durch die Anordnung
nicht beeinträchtigt. Auch bei einer unerwünschten Unterbrechung der Stromzufuhr
ist die Sicherheit des Betriebes gewährleistet. Die Einrichtung eignet sich im übrigen
auch für andere Arten von Kranen oder Hebefahrzeugen. In jedem solchen Falle wird
in das Verbindungsgestänge zwischen Schalthebel und Steuerzylinder eine elektromagnetische
Verbindung eingebaut, die von Endschaltern überwacht wird, welche die Bewegung begrenzen.