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Einrichtung zum selbsttätigen Begrenzen des an einem höhenverschwenkbaren
Kranausleger auftretenden Lastmoments Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung
zum selbsttätigen Begrenzen des an einem höhenverschwenkbaren Kranausleger auftretenden
Lastmoments, bei der ein Seil, in welchem eine dem Lastmoment entsprechende Kraft
wirksam ist, an einem mit einer Ausschalteinrichtung zusammenarbeitenden schwenkbaren
Hebel entgegen der Wirkung eines Gewichts angreift.
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Es ist eine Einrichtung der oben erläuterten Art bekannt, bei der
das Hubseil oder das Auslegerhalteseil und das Gewicht in unveränderlichen Abständen
vom Drehpunkt des Hebels im Krangerüst an dem Hebel befestigt sind. Das Höchstlastmoment,
auf das diese Sicherung anspricht, ist damit unveränderlich. Häufig ist jedoch eine
Veränderlichkeit erwünscht, z. B. dann, wenn auswechselbare Ausleger oder Zusatzausleger
vorhanden sind, oder aber auch, wenn Probebelastungen über die normalerweise zulässige
Grenzlast hinaus vorgenommen werden sollen.
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Weiterhin ist eine überlastsicherung bekannt, bei der das Auslegerverstellseil
um eine Rolle am einen Ende eines zweiarmigen schwenkbaren Hebels geschlungen ist,
an dessen anderem Arm eine Gewicht so eingestellt ist, daß es den höchstzulässigen
Seilzug noch kompensiert. Wenn bei der bekannten überlastsicherung überhaupt eine
Einstellung des Lastmoments durch Verstellung des Gewichts am Hebel möglich ist,
hätte diese Lösung jedoch erhebliche Nachteile. Die dem Lastmoment entsprechenden,
an der Einrichtung zum Begrenzen des Lastmoments angreifenden Kräfte sind sehr groß.
Dementsprechend müssen als Kraftspeicher schwere, unhandliche Gewichte verwendet
werden. Solche Gewichte relativ zur Schwenkachse des Hebels verstellbar zu machen,
würde einen bedeutenden baulichen Aufwand erfordern.
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Ferner sind Sicherheitseinrichtungen beschrieben worden, bei denen
das maximal zulässige Lastmoment kontinuierlich je nach der Stellung des Auslegers
bzw. der Laufkatze am Ausleger verändert wird.
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Bei einer ersten Überlastsicherung ist hierzu das Auslegerverstellseil
über eine schwenkbar aufgehängte Kurvenscheibe geführt, was eine verhältnismäßig
verwickelte und aufwendige Konstruktion erfordert. Bei einer zweiten Sicherung erfolgt
die Einstellung des maximal zulässigen Lastmoments über ein Hebelwerk, das in sich
mittels einer Laufkatze verstellbar ist. Diese Laufkatze wird wiederum über eine
Schraubspindel von der Lastlaufkatze aus verschoben. Ein Blick auf die Zeichnung
dieser Patentschrift zeigt sofort, daß eine derart aufwendige Konstruktion viel
zu teuer und störanfällig wäre. Eine dritte bekannte überlastsicherung setzt einen
Einbau der Einrichtung an einer ganz bestimmten Stelle voraus, da hier die Lage
des Auslegerverstellseiles relativ zu dem Hebel zur Veränderung des Grenzlastmoments
herangezogen wird. Damit ist die Anwendbarkeit dieser Einrichtung begrenzt. Bei
den bekannten Einrichtungen soll die Größe des maximal auftretenden Lastmoments
kontinuierlich verstellt werden. Dabei liegt jedoch das einer jeden Auslegerstellung
zugeordnete Lastmoment fest. Eine Veränderung des bei einer bestimmten Auslegerstellung
zulässigen Lastmoments erfordert bei der ersten geschilderten überlastsicherung
den Austausch der Kurvenscheibe; bei der zweiten den Austausch des Gewichts und
bei der dritten ein Verschwenken der gesamten Einrichtung. Bei der ersten und zweiten
Sicherung ist der hierzu erforderliche Zeitaufwand erheblich. Bei der dritten Sicherungseinrichtung
ist die Möglichkeit der Verstellung wiederum an einen bestimmten Einbauort der Einrichtung
gebunden, an dem das Verschwenken der Einrichtung zu einer relativen Lageänderung
zwischen dem Seil und dem Hebel führt. Häufig ist es jedoch schon aus Platzgründen
nicht möglich, die gesamte Einrichtung zu verstellen. Abgesehen davon, macht das
Verstellen jedenfalls dann Schwierigkeiten, wenn als Kraftspeicher ein schweres
Gewicht verwendet wird.
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Bei Auslegerkränen ist aber eine Veränderlichkeit der Einstellung
des Höchstlastmoments erwünscht, z. B. dann, wenn auswechselbare Ausleger oder Zusatzausleger
vorhanden sind, oder aber auch, wenn Probebelastungen über die normalerweise zulässige
Grenzlast hinaus vorgenommen werden sollen. Der Raum an der Basis von Auslegerkränen
ist beengt.
Wenn eine Einrichtung zum selbsttätigen Begrenzen des
Lastmoments vorgesehen sein soll, dann läßt sich diese nur dann gut unterbringen,
wenn sie klein ist. Andererseits wird angestrebt, daß das Grenzlastmoment sehr fein
einstellbar ist. Diese beiden Forderungen lassen sich nur schwer miteinander vereinbaren.
Eine feine Einstellbarkeit läßt sich nämlich um so leichter verwirklichen, je größer
die Hebelarme sind, an denen die beteiligten Kräfte angreifen. Eine Verstellung
des Angriffspunktes der Kräfte um einen bestimmten Weg bewirkt eine um so größere
Veränderung des Grenzlastmoments, je größer dieser Weg im Vergleich zur gesamten
Länge des Hebelarmes ist. Daher kann bei großen Hebelarmen mit verhältnismäßig großen
Verschiebungen der Kraftangriffspunkte eine ziemlich feine Regelung erzielt werden,
während bei kleinen Hebelarmen zu einer entsprechenden Veränderung des Grenzlastmoments
wesentlich feinere Verstellungen erforderlich sind. Große Hebelarme lassen sich
jedoch nur verwirklichen, wenn die gesamte Einrichtung entsprechend groß ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der anfangs
definierten Gattung so auszubilden, daß die Sicherungseinrichtung mit dem Hebel
einerseits wenig Platz beansprucht und andererseits trotzdem eine feinfühlige Einstellung
des Grenzlastmoments ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Hebel als
Rahmen ausgebildet ist, der einerseits das Gewicht aufnimmt und andererseits Lagerböcke
für eine längsverstellbare Schraubspindel trägt, an welcher das Seil angreift.
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Diese Ausbildung des Hebels ermöglicht eine sehr kompakte Gestaltung
der gesamten Einrichtung. Trotz dieser kompakten Ausbildung kann das Grenzlastmoment,
auf das die Einrichtung anspricht, praktisch kontinuierlich verstellt werden, da
die Schraubspindel sehr kleine Veränderungen des Hebelarmes der im Auslegerseil
wirkenden Kraft zuläßt. Es ist nicht notwendig, bei der Einstellung des Lastmoments
die Lage des Gewichts zu ändern oder einen Umbau oder ein Auswechseln von Teilen
der Ausschaltvorrichtung vorzunehmen.
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Die überlastsicherung kann daher für einen weiten Bereich von Auslegerlängen
einschließlich Zusatzausleger verwendet werden und läßt sich ohne Schwierigkeiten
an die veränderten Verhältnisse bei Verwendung eines Zusatzauslegers anpassen.
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Mit Vorteil kann die Einrichtung gemäß der Erfindung in der Weise
weitergebildet werden, daß zwei frei bewegliche Rollen mit fest miteinander verbundenen
Achsen vorgesehen sind, um deren eine das Auslegerverstellseil geschlungen ist,
während um die andere ein Halteseil geführt ist, das mit einem Ende an einem Festpunkt
und mit dem anderen Ende an der Schraubspindel angreift. Durch das Einschalten einer
Rolle wird eine Halbierung der Seilkraft erzielt. Auf die erfindungsgemäße Einrichtung
wirkt dann nur die Hälfte der im Halteseil aufzunehmenden Kraft, so daß das Gewicht
entsprechend klein gehalten werden kann. Dies trägt zur Erzielung einer raumsparenden
Konstruktion bei.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Anwendung auf einen fahrbaren
Auslegerkran in Verbindung mit einer Zeichnung beschrieben. Es zeigt F i g. 1 eine
schematische Seitenansicht eines fahrbaren Auslegerkranes, F i g. 2 eine Ansicht
der erfindungsgemäßen überlastsicherung, die in einem Auslegerkran nach F i g. 1
eingebaut werden kann, und F i g. 3 eine schematisch dargestellte Führung des Auslegerseiles,
mit dem die erfindungsgemäße überlastsicherung zusammenarbeitet.
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In der Zeichnung ist 1 allgemein ein fahr- und drehbarer Auslegerkran
mit einem Rahmen 2. Am Rahmen 2 ist ein Ausleger 3 bei 4 höhenverschwenkbar gelagert.
An das äußere Ende des Auslegers 3 kann ein Zusatzausleger 5 schwenkbar angekuppelt
werden. Die Höhenverschwenkung der Ausleger 3 bzw. 5 wird mittels eines Auslegerseilzuges
6 bewirkt. Der Auslegerseilzug 6 wird einerseits durch eine Winde 7 angetrieben
und greift andererseits am äußeren Ende eines Bockes 8 an, der schwenkbar am Kranrahmen
gelagert ist. Vom äußeren Ende des Bockes 8 führt ein Zugseil 9 zum oberen Ende
des Auslegers 3.
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Hängt an einem der mit 14 bezeichneten Lasthaken eine Last, so übt
diese auf den Rahmen 2 des Auslegerkranes bezüglich der Drehachse 4 ein Moment aus.
Die Größe dieses Momentes ist abhängig von der Größe der Last und der Schrägstellung
des Auslegers. Das Moment darf einen bestimmten Wert nicht überschreiten, um ein
Kippen des Kranes zu vermeiden. Dem am Ausleger auftretenden Moment entspricht im
Auslegerseilzug 6 eine bestimmte Kraft. Indem die Größe dieser Kraft durch Einbau
einer Überlastsicherung begrenzt wird, wird auch das auf den Kran wirkende Kippmoment
begrenzt.
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Die hierzu verwendete überlastsicherung nach der Erfindung ist in
F i g. 2 dargestellt. Eine im Auslegerseilzug 6 wirksame Kraft, die der Größe des
vom Ausleger auf den Rahmen des Kranes übertragenen Kippmomente entspricht, greift
an der Oberlastsicherung in Richtung des Pfeils A an. Dieser Kraft wirkt ein Kraftspeicher
entgegen, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Gewicht 11 ausgebildet
ist, welches um eine feste Drehachse 12 schwenkbar gelagert ist. Sobald die Größe
der in Richtung A wirkenden Kraft einen vorher bestimmten Grenzwert überschreitet.
wird der Widerstand des Kraftspeichers 1i überwunden und dadurch eine Ausschaltvorrichtung
13 betätigt. Diese ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als elektrischer
Ausschalter mit einem Kontaktstift 14 ausgebildet.
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Die in Richtung A wirkende, dem am Ausleger übertragenen Moment entsprechende
Kraft greift erfindungsgemäß am Kraftspeicher, d. h. im vorliegenden Fall an dem
Gewicht 11, an einem Hebelarm an, dessen Größe in F i g. 2 mit ei bezeichnet ist.
Die Länge des Hebelarmes u kann innerhalb gewisser Grenzen beliebig verändert werden.
Dadurch ist es möglich, die Größe der in Richtung A wirkenden Grenzkraft, d. h.
derjenigen Kraft, bei der der Kraftspeicher überwunden bzw. das Gewicht 11 um die
Drehachse 12 verschwenkt und die Ausschaltvorrichtung 13 betätigt wird, zu variieren.
Dies bedeutet zugleich, daß der Maximalwert des am Ausleger übertragbaren Momentes
innerhalb gewisser Grenzen beliebig einstellbar ist.
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Um die Länge des Hebelarmes a auf möglichst einfache Weise verstellen
zu können, greift die im Auslegerseilzug 6 wirksame Kraft zweckmäßigerweise im Winkel
an einer Schraubspinde115 an, die in Spindellagern 16 axial verstellbar und um die
Drehachse 12 schwenkbar gelagert ist. Die Sehraub-
Spindel 15 kann
nach Verstellung durch ein bei 17 anzusetzendes Handrad oder einen Schlüssel od.
dgl. mit Hilfe einer Gegenmutter 18 gesichert werden.
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Bei dem dargestellten vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist das Gewicht
11 in einem aus Profilstäben bestehenden Rahmen 19 angeordnet. Auf diesem Rahmen
sind die Spindellager 16 für die Schraubspindel 15 befestigt. Der Rahmen 19 mit
dem Gewicht 11 ruht, solange die Grenzkraft noch nicht erreicht ist, auf einem mit
dem Kranrahmen 2 fest verbundenen Stützlager 20 auf. Am Rahmen ist eine Nase 21
durch Schweißen od. dgl. befestigt, die beim Verschwenken des Rahmens mit dem Gewicht
11 infolge Überschreitung der Grenzkraft den Kontaktstift 14 der Ausschaltvorrichtung
13 betätigt. Ein Anschlag 30 schützt letztere vor Beschädigung durch das Gewicht.
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Die Übertragung einer im Auslegerseil wirksamen, dem am Ausleger auftretenden
Moment entsprechenden Kraft erfolgt zweckmäßig auf die aus F i g. 2 und 3 ersichtliche
Weise. Es sind hierzu zwei frei bewegliche Rollen 22 und 23 vorgesehen, deren Achsen
24 und 25 durch Platten 26 fest miteinander verbunden sind. Über die erste Rolle
22 ist ein Trum 6a des Auslegerseilzuges 6 derart geführt, daß die im Auslegerseilzug
wirksame Kraft auf die Rolle 22 eine in Richtung des Pfeiles B wirkende radiale
Zugkraft ausübt. Die Führung des Auslegerseilzuges 6 ist im einzelnen aus F i g.
3 ersichtlich. Beide Enden des Seilzuges 6 sind an der Trommel 7 a der Winde 7 befestigt.
Der Seilzug ist in der durch die Pfeile I-IV angedeuteten Weise einerseits über
die Rollen 27, die sich am oberen Ende des Bockes 8 befinden, und andererseits über
feste Gegenrollen 28 geführt. Aus F i g. 3 ist ohne weiteres ersichtlich, daß die
im Auslegerseilzug 6 wirksame Kraft über das Seiltrum 6 a auf die Rolle 22 eine
Zugkraft im Sinne des Seiles B ausübt.
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Um die zweite Rolle 23 ist ein Halteseil 29 geschlungen, dessen eines
Ende 29 a am Kranrahmen befestigt ist und dessen anderes Ende 29 b an der Schraubspindel
15 angreift. Aus F i g. 2 der Zeichnung ist ohne weiteres ersichtlich, daß die vom
Auslegerseilzug 6 erzeugte, durch den Pfeil B angedeutete Zugkraft sich von der
Rolle 22 über die Platten 26 auf die Rolle 23 und von dort auf das Halteseil
29 überträgt. An der Spindel 15 greift, infolge der Befestigung des
-einen Endes 29 a des Halteseiles 29 an einem festen Gegenlager, eine Kraft an,
die nur halb so groß ist wie die vom Auslegerseilzug 6 ausgehende Zugkraft B. Dies
hat den besonderen Vorteil, daß die überlastsicherung nur verhältnismäßig klein
ausgelegt zu werden braucht.
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Die Wirkungsweise der Überlastsicherung nach der Erfindung ist folgende:
Hebt der Auslegerkran 1 mit einem seiner Lasthaken 10 ein Gewicht an, so
erzeugt dieses bezüglich der Schwenkachse 4 des Auslegers 3 ein Kippmoment, das
eine bestimmte Grenze nicht überschreiten darf. Diesem Kippmoment entspricht im
Auslegerseilzug 6 eine bestimmte Kraft, der wiederum eine auf die Rolle 22 in radialer
Richtung wirkende Zugkraft B proportional ist. Die Kraft B erzeugt im Halteseil
29 eine Kraft, die in Richtung des Seiles A am Gewicht 11 angreift, und zwar mit
einem Hebelarm a bezüglich des Drehpunktes 12. Die Länge des Hebelarmes a wird mit
Hilfe der Schraubspinde115 so eingestellt, daß dem zulässigen Grenzkippmoment an
der Schwenkachse 4 des Auslegers 3 eine Kraft A entspricht, die gerade ausreicht,
um das Gewicht 11 um die Drehachse 12 nach oben zu verschwenken, so daß über die
Nase 21 der Kontaktstift 14 der Ausschaltvorrichtung 13 betätigt wird. Soll die
Größe des zulässigen Grenzkippmoments etwa infolge von Verwendung eines verlängerten
oder verkürzten Auslegers 3 oder wegen Anbringung eines Zusatzauslegers 5 oder aber
weil ausnahmsweise eine Überlast gehoben werden soll, verändert werden, so genügt
es, den Hebelarm a zu vergrößern oder zu verkleinern, indem die Spindel 15 in ihren
Lagern 16 längsverstellt und in der neuen Stellung mittels der Gegenmutter 18 gesichert
wird. An der Spindel sowie an einem Festpunkt können Markierungen angebracht werden,
die es ermöglichen, die eingestellten Kraft- bzw. Momentenwerte bzw. die jeweilige
Haupt- oder Zusatzauslegerlänge abzulesen.
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Die erfindungsgemäße überlastsicherung zeichnet sich zusätzlich zu
der leichten Verstellbarkeit durch eine besonders einfache und robuste Konstruktion
aus. Sie arbeitet ferner außerordentlich genau, so daß z. B. bei Lasten von 10 t
ein A'bschaltbereich von nur 100 kg Toleranz erzielt wird.
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Die Erfindung ist nicht auf die Anwendung der Überlastsicherung zum
Begrenzen der an höhenverschwenkbaren Kranauslegern auftretenden Kippmomente beschränkt.
Sie kann vielmehr bei Seilzügen beliebiger Art zum Begrenzen der in ihnen auftretenden
Kräfte verwendet werden.