DE1456431A1 - Vorrichtung zur Anzeige der Kopflage bei Kraenen mit Gelenkarmen,insbesondere bei Filmkamerakraenen - Google Patents

Description

"Vorrichtung zur Anzeige der Kopflage bei Kränen mit Gelenkarmen, insbesondere bei Filmkamerakranen"

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine mechanische Vorrichtung, die ununterbrochen die Koordinaten des Krankopfes mit Gelenkarmen angibt, besonders die der Filmkamerakrane, in Abhängigkeit von den gesonderten, in derselben Ebene ausgeführten Bewegungen der beiden Arme, zwecks Wiedergabe der vom Krankopf zurückgelegten Bahn. Mit Hilfe einer hydraulischen Hilfsvorrichtung, kann ebenfalls die geradlinige Versetzung des Krankopfes gesichert werden. .

Es sind Vorrichtungen bekannt, die bei !Filmkamerakranen mit einem einzigen .irm die Höhenlage des Filmkamerakrankopfes und

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den Drehwinkel des Armes gegenüber seiner senkrechten Achse angeben. Ebenfalls bekannt sind, bei manchen Lädekränen Vorrichtungen, die die höchste last angeben, die vom Kran gehoben werden kann, in Abhängigkeit von der Neigung des Armes, also vom'Hebelarm der Last.

Vorrichtungen, wie oben angeführt, können jedoch nicht bei Kränen mit Gelenkarmen, zwecks Peststellung der Kopfkoordinaten angewendet werden, da dieselben nicht mehr von einer einfachen Bewegung herrühren, sondern von der Zusammensetzung der Bewegung beider Arme.

Ebenfalls sind elektrische Vorrichtungen bekannt, mit deren Hilfe die Baumkoordinaten eines Punktes festgestellt werden können, der sich am Ende zweier sich im Raum versetzenden, gelenkig gebundener Arme befindet, mittels vektoriellen Addierens dieser Versetzungen in Abhängigkeit von der Länge der Hebel und den von denselben mit einem bestimmten Koordinatensystem gebildeten Winkel. Solche Vorrichtungen werden jedoch nur für die Programmsteuerung von Werkzeugmaschinen angewendet. Sie sind komplizierter Bauart und bedürfen Energiequellen, gesondert von den Vorrichtungen. \.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung beseitigt diese Nachteile, indem die Bewegungen der beiden Kranarme, in der Ebene, in denen sie ausgeführt werden, mittels Kulissengetriebe in senkrechte und waagerechte geradlinige Komponenten zerlegt werden, wobei

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die senkrechten Komponenten gesondert summiert werden, und die waagerechten ebenfalls gesondert, und wobei die Getriebe so bemessen sind, daes die Summen in einem bestimmten Masstab der Koordinaten des Krankopfes (Höhe und Abszisse des Kopfes gegenüber einem gewählten Bezugssystem )dargestellt werden.

Ein anderer Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Versetzung des Kopfes von Kranen mit Gelenkarmen, besonders der Filmkamerakrane, in einer einzigen Ebene sicherzustellen, so dass in den trigonometrischen Gleichungen der Koordinaten X, Z eine derselben als Konstante betrachtet wird. Indem die Kranarme mittels an sich bekannter hydraulischen Zylinder angetrieben werden, wird zwecks Erzielung der Versetzung des Krankopfes in einer einzigen vorbestimmten Ebene, die Versetzung der Zylinderkolben mittels einer hydraulischen Hilfsvorrichtung derart gesteuert, dass der Anzeiger der Koordinate senkrecht auf der Ebene,in der.die Bewegung erfolgen soll, fortwährend gegenüber dem Merkzeichen,auf dem die betreffende Koordinate im Anzeigesystem gemessen wird, unbewegt bleibt.

Zwecks Anzeige der Höhe des Krankopfes wird die Bewegung des oberen Armes mittels eines Parallelogrammgetriebes, das aus drei Hebeln besteht, einem Kulissenteil übertz*agen, am Ende mit Anzeiger versehen, indem die Bewegung des unteren Armes mittels einer Welle, die sich in dem unteren Gelenk dieses Armes befindet, einem Hebel übertragen wird, sowie einem Stift, der im Schlitz eines Zylinders eingeführt, denselben längs einer senk-

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rechten Achse versetzt, so dass der Abstand zwischen der Endstellung des Anzeigers und einem Nullmerkzeichen auf dem Zylinder, der Krankopfhöhe verhältnisgleich ist.

Zwecks Anzeige der Abszisse des Krankopfes wird die Bewegung des oberen Armes über demselben, aus drei Hebeln und einer WeH e bestehenden Parallelogrammgetriebe, einem Hebel übertragen, der über ein Kulissenteil einen Anzeiger versetzt, indem die Bewegung des unteren Armes über die Welle des unteren Gelenks dieses Armes einem Hebel übertragen wird, der über einen Kulissenteil ein Lineal derart versetzt, dass der Abstand zwischen der Endstellung des Anzeigers und einem Nullmarkzeichen auf dem Lineal, der Krankopfabszisse verhältnisgleich ist.

Zwecks Anzeige der Lage der senkrechten Ebene, in dem die Kranarme enthalten sind, gegenüber der ursprünglichen senkrechten Ebene, wird die Drehung des Kranes über einen Keilriemen, von einem Rad, das sich in der Achse des Kranzapfens befindet, und das unbeweglich gegenüber der ursprünglichen senkrechten Ebene bleibt, an ein zweites Rad übertragen, das koachsial mit dem Zylinder im Höhenanzeigegetriebe ist und über die Möglichkeit verfügt, diesen Zylinder so zu drehen, dass der Drehwinkel des Zylinders, dem Drehwinkel des Kranes entspricht.

Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung ge- .·· geben, anhand der Fig. 1 ...4_f die folgendes darstellen: " .'

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Fig. 1 eine Perspekt ivansi cht der Vorrichtung} Pig. 2 das mathematische Prinzip der Vorrichtung;

Pig. 5 eine Perspektivansicht der hydraulischen Hilfsvorrichtung, allein für die Versetzung des Kopfes in einer senkrechten Ebene aufgestellt}

Fig. 4 Blockschems der HilfBvorrichtung ,Fig. 3.

Zwecks Anzeige der Krankopfhöhe umfasst die erfindungsgemässe Vorrichtung eine Parallelogrammgetriebe, bestehend aus drei Hebeln, 1, 2, 3_f wobei der Hebel 1 so an dem Oberarm des Kranes befestigt ist, dass Hebel 3 parallel zu diesem Arm liegt. Das freie Ende des Hebels 3 leitet, über ein Kulissengetriebe Teil 4, mit einem Anzeiger 5 versehen, dessen senkrechte Versetzungen, die den senkrechten Versetzungen des Krankopfes entsprechen, die von den Bewegungen des Oberarmes verursacht sind. In der Achse des unteren Gelenks des unteren Kranarmes ist eine Welle koaxial mit diesem Arm fest angeordnet. An der Welle 6 ist ein Hebel 7 befestigt, parallel zum unteren Arm und mit einem Stift 8 versehen, der in eine Schlitzscheibe 9 dringt, die verbunden ist mit einem Zylinder 10. Der Zylinder 10 versetzt sich nach oben und nach unten, auf einer senkrechten Welle 11, vom Stift 8 bewegt. Die Versetzungen des Zylinders 10 entsprechen den Versetzungen des Krankopfes in senkrechter Richtung, von den Bewegungen des Unterarmes verursacht.

Hebt sich, während des Betriebes, der Unterarm um den Winkel α gegenüber der Waagerechten, und ist der Radius des Hebels 7

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gleich r_1f bo ist die Höhe des Zylinders 10 Z₁ = r., sin α. In ähnlicher Weise entspricht einer Drehung des Oberarmes ß, und dem Radius des Hebels 3 gleich r₂, die Höhe des Anzeigers 5, Z₂ = r₂ sin ß :. Zwischen dem Anzeiger 5 und einem Nullmerkzeiciien, als Nullpunkt auf dem Zylinder 10 angenommen, entsteht eine Versetzung

4 Z = Z₂ ·* Z₁ = r₂ sin ß + T₁ sin α.

Ist die Länge des Unterarmes gleich I₁, und die des Oberarmes Ip, indem die Winkel α und ß der obigen Beschreibung entsprechen, so erfolgt aus Bild 2, dass die Höhe des Krankopfes wie folgt auszudrücken ist:

Z = I₁ sin α + I₂ . sin ß-

Ist das Verhältnis zwischen den Kranarmlängen und die Länge der Hebel 3 und 7 wie folgt.

I₁ ■ I₂ ■ i · .

dann stellt die Versetzung Δ Z, wie oben bestimmt, und am Zylinder 10 ablesbar, im Masstab l/i, die Höhe Z des Krankopfes dar.

Zwecks Anzeige der Krankopf-Abszisse dient dasselbe Parallelogrammgetriebe, bestehend aus den Hebeln 1, 2, 3, indem Hebel 3 mit einer hohlen Welle 12 starr verbunden ist, die sich frei

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auf der Welle 6 dreht. Auf der Welle 12 ist ein Hebel 13 Tiefe~^: stigt, parallel zum Oberarm, der mit seinem freien Ende, über ein Kuliesengetriebe, eine Stange 14 antreibt, mit einen Anzeiger "a" verseilen, dessen waagerechten Versetzungen den waagerechten Versetzungen des Krankopfes entsprechen, die von den Bewegungen dee Oberarmes verursacht sind. Auf der Welle 6 ist ein Hebel 15 befestigt, parallel zum Unterarm, der über einem Kulissengetriebe ein Lineal 16 antreibt, dessen waagerechte Versetzungen den waagerechten, 'von den Bewegungen des Unterarmes verursachten Versetzungen des Krankopfes entsprechen.

Palis während des Betriebes der Winkel α dieselbe Bedeutung wie oben hat, und der Radius des Hebels 15 gleich r, ist, so ist die Abszisse der Hebelspitze 15, X-j = r~ cos α. Ähnlicherweise hat Winkel ß dieselbe Bezeichnung wie oben. Ist der Eadius des Hebels 13 gleich r,, so ist die Abszisse des Anzeigers ^Ma^H gleich Xg «= r^ cos ß. Zwischen dem Anzeiger "a" und einen Null-Merkzeichen, als Nullpunkt auf dem Linea-1 16 angenommen, entsteht eine Versetzung

4 X s Xg - X₁ s r, oos ß - r~ cos α

<r Mit den Bezeichnungen für Fig. 2 ist die Abszisse des Krankopfes

X β Ig cob B-I₁ oos α.

Ist das Verhältnis zwischen den Längen der Kranarme und der

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Hebel 13 und 15

dann stellt die VersetzungΔΧ, - wie oben bestimmt und am Lineal 16 ablesbar - im Masstab l/k die Höhe X des Krankopfes dar.

Zwecks Anzeige der Drehung der senkrechten Ebene, die die Kranarme enthält, gegenüber der ursprünglichen senkrechten Ebene, befindet sich, zentrisch in Bezug auf dem Kranzapfen und unbeweglich gegenüber der ursprünglichen senkrechten Ebene, ein Rf.ä. 17, durch Riemen 18 mit Rad 19 verbunden, das sich auf der Welle 11 befindet. Mittels eines gleitenden Keiles, in der Keilnute "b". der Welle 11, hat Rad 19 die Möglichkeit, den Zylinder 10 zu drehen, der sich nach oben und nach unten versetzen kann. Sind die Wickeldurchmessser des Riemens 18 auf den Rädern 17. und 19 gleich gross, so ist der Drehwinkel des Zylinders 10, gegenüber dem Höhenanzeiger 5» auf dem Zylinder abgelesen, der Drehwinkel des Kranes gegenüber der ursprünglich angegebenen Ebene.

Zwecks Versetzung des Krankopfes in einer einzigen senkrechten Ebene, sowie aus Pig. 3 ersichtlich, wird der Oberarm des Kranes mittels eines hydraulischen Zylinders 20 angetrieben, von einem ·> Verteiler 21 mit Schieber 22 gesteuert, indem der Verteiler ' mittels Stange H versetzt wird, und der Schieber mittels des Lineals 16. Dank dieser Anordnung verfolgt der Zylinder 20 des

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Oberarmes, wenn der Zylinder des Unterarmes - in der Figur_; nicht dargestellt - in offenem Kreis gesteuert ist, die Bewegung des Unterarmes derart, dass die Lage der Stange 14 gegenüber dem Lineal 16 unverändert bleibt.

Unter der Annahme, dass der Zylinder des Unterarmes derart gesteuert ist., dass der Unterarm von der Waagerechten, nach oben abweicht, indem der Krankopf sich nach rechts versetzt-, werden folgende Bewegungen ausgeführt. Das Lineal 16 setzt mechanisch diese Versetzung in eine Versetzung des Schiebers 22 nach links um. Diese bringt die untere Kammer des Zylinders 20 mit einer Druckleitung 24 in Verbindung, mittels der Leitung 23, indem die obere Kammer mittels Leitung 25 an eine der Rucklextungen 26 angeschlossen wird. Demzufolge hebt sich der obere Arm, und der Krankopf wird nach links versetz¹:. Die Stange 14 setzt mechanisch diese Versetzung in eine Versetzung des Verteilers 21 nach links um, bis die Anschlüsse zu Leitungen 23 und 25 geschlossen werden. Dadurch steuert die beschriebene Hilfseinrichtung die Bewegungen des Oberarmes derart, dass dieser jede Abweichung der Stange 14, mit Kennmarke "a" gegenüber dem Lineal 16, tilgt, also jede Abweichung des Krankopfes von der Senkrechten ausgleicht, die von der Bewegung des Unterarmes emporgerufen wird, in welchem Falle der Krankopf sich allein in einer senkrechten Ebene versetzt. Diese Versetzung liest man gegenüber dem Anzeiger 5» auf dem Zylinder 10, ab.

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Die Eingangs-, Ausgangs- und Reaktionsgrössen des "beschriebenen > Systems sind in Pig. 4 angegebeB. Daraus geht hervor, dass die Versetzungen des in offenem Kreislauf gesteuerten Unterarmes über Lineal 16 in Eingangsgrösse für den Schieber 22 übersetzt werden, wobei Schieber 22 den hydraulischen Zylinder 20 steuert. Die von diesem Zylinder dem Unterarm auferlegten Versetzungen werden mittels des Anzeigers "a" in Reaktionsgrössen für den Schieber 22 übersetzt.

Zur Versetzung des Krankopfes in einer einzigen waagerechten Ebene, wird eine ähnliche Hilfsvorrichtung angewendet, worin jedoch Verteiler 21 mit dem Anzeiger 5 verbunden ist, und Schieber 22 mit Zylinder 10.

Mit obiger Hilfsvorrichtung kann man die Bewegung des Krankopfes in anderen Ebenen ebenfalls steuern, wenn die Vorrichtung4 so eingebaut ist, dass sie die Bewegungen der beiden Arme in einem dem Zwecke entsprechenden orthogonalen Koordonatensystem zerlegt.

Um dieselben Resultate zu erzielen, und zwar die Versetzung des Krankopfes in einer einzigen waagerechten oder senkrechten Ebene sicherzustellen, können Hilfseinrichtungen angewendet werden, worin die Verbindung zwischen der mechanischen Vorrichtung und dem oben beschriebenen hydraulischen Verteiler, samt Schieber, mittels Differentialhebel erfolgt.

Die Leistungen des Systems können ebenfalls dadurch verbessert

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werden, dass man nebst den Projektionen der Bewegungen beider Arme, als Eingangs- und Ausgangssignale, ebenfalls die zeitabhängigen Ablenkungen dieser Projektionen anwenden kann, das sind die Projektionen der Geschwindigkeiten und Beschleunigungen der Bewegung beider Arme. Die Geschwindigkeiten können, beispielsweise mit Hilfe von Zentrifugal-Tachometern oder von tachometrischen Generatoren erzielt werden, von den beschriebenen Anzeigern mittels Übersetzungsgetriebe angetrieben. Ebenfalls können die Beschleunigungen mittels Beschleunigungsmessern erzielt werden. Die von den Geschwindigkeits- und Beschleunigungsübersetzern au^esandten Signale können gesonderten Schiebern zugeleitet werden, deren Förderleistung sich der vom Versetzungs-Übersetzer gesteuerten überlagern.

Alternativ können die Effekte der verschiedenen Übersetzer auf elektrischem Wege überlagert, und in einen elektrisch gesteuerten Schieber eingeführt werden.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung weist folgende Vorteile auf:

- Anzeige der Versetzung eines jeden Armes, sowie der Resultierenden der Versetzungen;

- Möglichkeit, die Versetzung der Arme im Vergleich mit der Drehbewegung des Kranes zu verfolgen}

- Möglichkeit, in einer bestimmten Portion des Raumes, jede' Vorbestimmte Versetzung zu wiedergeben, insbesondere bei FiImkranen; '

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- Möglichkeit, den Lasthebelarm anzugeben, zwecks Festlegung der höchsten' Belastung, bei Ladekranen mit Gelenkarmenf

- Möglichkeit der sofortigen Feststellung der momentanen Höhe einer am oberen Ende dieser Kransorten angebrachten Arbeitsbühne ;

- Sicherstellung der Versetzung des Kopfes bei Kranen mit Gelenkarmen, insbesondere bei Filmkamerakranen, in einer einzigen Ebene.

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Claims (5)

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Anzeige der Kopflage bei Kranen mit Gelenkarmen, insbesondere bei Filmkamerakranen, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungen der beiden Krsnarme, in der Ebene, in der sie sich bewegenj mittels Kulissengetriebe in senkrechte und waagerechte geradlinige Komponenten zerlegt werden, indem die senkrechten Komponenten und die waagerechten je gesondert summiert werden, wobei die Getriebe so bemessen sind, dass die Summen in einem bestimmten Masstab die Koordinaten des Krankopfes (Höhe und die Abszisse des Kopfes gegenüber eines gewählten Bezugssystems) angeben.

2. Vorrichtung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwecks Anzeige der Krankopfhöhe, die Bewegung des oberen Kranarmes über ein Parallelogrammgetriebe, aus drei Hebeln (1, 2, 3) bestehend, einem Kulissenteil (4) übertragen wird, der am Ende mit einem Anzeiger (5) versehen und die Versetzung des unteren Kranarmes über eine Welle (6), die sich im unteren Gelenk dieses Armes befindet, an einem Hebel (7) mit einem Stift (8) übertragen wird, der, in den Schlitz (9) eines Zylinders (10) eingreifend, den Zylinder längs einer senkrechten Achse (11) bewegt, so dass der Abstand zwischen der Endlage des Anzeigers (5) und einer Nullmarke am Zylinder, der Krankop'fhöhe verhältnisgleich ist.

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3. Vorrichtung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwecks Anzeige der Abszisse des Krankopfes, die Versetzung des Kranoberarmes über dasselben Parallelogrammgetriebe, bestehend aus drei Hebeln (1, 2, 3) und einer Welle (6), einem Hebel (13) übertragen wird, der über ein Kulissenteil (14) einen Anzeiger ("a") versetzt, indem die Versetzung des Unterarmes über die Welle des unteren Gelenkes des Armes einem Hebel (15) übertragen wird, der über ein Kulissenteil (16) ein Lineal derart versetzt, dass der Abstand zwischen der Endlage des Anzeigers ("a") und einer Nullmarke am Lineal (16), der Abszisse des Krankopfes Verhältnisgleich ist.

4. Vorrichtung gemäss den Ansprüchen 1, 2,3, dadurch gekennzeichnet, dass zwecks Anzeige der Lage der senkrechten Ebene, die die Kranarme einnehmen, gegenüber der ursprünglichen senkrechten Ebene, die Drehimg des Krane.-.· über einen ^lernen (1£), von einem Ead (17) in der Achse des Kranzapfens, das unbeweglich gegenüber der ursprünglichen senkrechten Ebene bleibt, einem zweiten Rad (19)» koaxial mit dem Zylinder des Höhenanzeige-Mechanismus übertragen wird, das diesen Zylinder so drehen kann, dass der Drehwinkel des Zylinders (10) dem Drehwinkel des Kranes entspricht.

5. Vorrichtung zur Versetzung des Krankopfes, bei Kränen mit Gelenkarmen, insbesondere bei Filmkamerakränen, gemäss den

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Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwecks Erzielung der Versetzung des Krankopfes in einer einzigen, vorgegebenen Ebene, indem die Kranarme über hydraulische
Zylinder gesteuert werden und einer der Zylinder in offenem Kreislauf gesteuert wird, der Zylinder (20) des anderen
Armes über eine Hilfsvorrichtung gesteuert wird, die aus
einem Verteiler (21) mit Schieber (22) besteht, der als
Eingangsgrösse die waagerechte, bzw. senkrechte Projektion der Versetzung des anderen Armes erhält, und als Reaktionsgrösse die waagerechte bzw. senkrechte Projektion der Versetzung des anderen Armes erhält, so dass der Abszissen-Anzeiger ("a") bzw. der Höhenanzeiger (5) fortwährend
gegenüber demselben Merkzeichen am Messelement der betreffenden Koordinate verbleibt·

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