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Verfahren und Vorrichtung zur Uberwachung des Stützendrucks an Mobilkranen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung des Stützendrucks an Mobilkranen.
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Zur Erhöhung der Standsicherheit von Mobilkranen ist es üblich, ausfahrbare
Stützen anzubringen. Insbesondere beim Arbeiten im Gelände muß der Kranfahrer ständig,
vor allem aber bei Änderungen des Lastsustandes des Krans, erkennen können, ob die
Stützen ausreichend festen Stand auf dem Boden haben.
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Wenn die am stärksten belastete Stütze einsinkt, neigt sich der Kran
und das Lastmoment vergrößert sich. Mit Hilfe einer Neigungewaage ist es zwar möglich,
den Arbeitsvorgang im Gefahrenfall abzuschalten, z.B. die Last schnell abzusetzen
oder das Lastmoment durch Einwippen oder Verkürzen oder Drehen des Auslegers in
eine andere Richtung zu verringern. Unter Umständen kann hierdurch aber das Umkippen
des Krans nicht mehr aufgehalten werden.
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Die Neigungswaage darf erst bei verhältnismäßig starker Neigung ansprechen,
damit die normale Arbeit, bei der der Kran nicht immer gerade stehen kann, nicht
unnötig unterbrochen -wird. Vor allem aber kann es vorkommen, daß die Stützen auch
dann noch weiter in den Boden einsinken, wenn bereite das Lastmoment durch eine
der genannten
Maßnahmen vermindert worden ist. Dieser Pall tritt
beim Arbeiten im Gelände dann auf, wenn der Boden an den verschiedenen Stützen ungleich
große Einsinkwiderstände bietet.
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Der Druck an einer Stütze nimmt bei verschiedenen Arbeitsvorgängen
zu, nSmlich beim Aufnehmen einer Last, beim Augwippen oder Verlängern des Auslegers
sowie dann, wenn der Ausleger, der zunächst seitlich einer Stütze stand, über diese
gedreht wird. Selbstverstindlich können mehrere den Druck an einer Stütze erhöhende
Vorgänge gleichseitig ablaufen. Eine Erhöhung des Stützdrucke tritt auch beim lippen
des Krans auf. Es ist Jedoch in der Regel zu spät, diesen besonders ausgeprägten
Druckanstieg als Warnsignal zu verwenden.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren su schaffen, mit
dessen Hilfe es möglich ist, rechtzeitig Gefahrensituationen su erkennen und entsprechende
Gegenmaßnahmen einzuleiten.
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Hierbei liegt die Überlegung nu Grunde, daß - vorausgesetzt es wtrd
im Bereich der für den Kran zulässigen, normalen Belastung gearbeitet - Gefahr für
die Standsicherheit des Krans nur dann droht, wenn bei einem Arbeitsvorgang der
Stützendruck ansteigen müßte, der erwartete Druckanstieg aber ausbleibt oder jedenfalls
den su erwartenden Wert unterschreitet. Dieser Zustand kann sich nur dadurch ergeben,
daß die betreffende Stütze in den Boden einsenkt, ohne einen dem StUtsendruck entsprechenden
Widerstand zu finden. Das Ausbleiben der su erwartenden Druckzunahme ist sofort
feststellbar, so daß die daraufhin eingeleiteten Gegenmaßnahmen rechtzeitig erfolgen.
Allerdings ist es erforderlloh, daß alle Faktoren, die eine Druckzunahme
in
der ordnungsgemäß am stärksten beanspruchten Stütze.
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bewirken, erfaßt werden.
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Dae zur Lösung der genannten Aufgabe v «P schlagene Verfahren bestrebt
erfindungsgemäß darin1/die an den Stützen herrschenden Drücke in elektrische Signale
umgewandelt werden und daß das dem Jeweils erwarteten größten Druck entsprechende
Signal einem die Zunahme dieses Druckes ermittelnden Meßvergleicher zugeführt wird,
wenn durch Einrichtungen, die melden, daß eine Zunahme des Druckes bei einem Arbeitsvorgang
eintreten muß, die Verbindung zum Meßvergleicher hergestellt wird.
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Die Verwandlung des Stützendrucks in ein elektrisches Signal kann
bei hydraulischen Stützen, die im allgemeinen in Betracht kommen, durch Druckpotentiometer
erfolgen. An Einrichtungen, welche melden, daß eine Zunahme des Stiitzendruckes
bei dem betreffenden Arbeits- -vorgang eintreten muß, benötigt man im Normalfall
eine Vorrichtung, die die Größe der Last und die Größe des Lastmoments angibt. Ferner
ist eine Vorrichtung erforderlich, die in Abhängigkeit von der Drehbewegung des
Auslegers angibt, ob der Stützendruck ansteigen muß Da Jeweils nur der Druck an
der Stütze interessiert, an oder über der der Ausleger steht bzw. zu der hin er
sich dreht, sieht die zur Durchführung des Verfahrens vorgeschlagene Vorrichtung
vor, daß Jeder Stütze ein Kontakt zugeordnet ist, der in Abhängigkeit von der Drehstellung
des Kranauslegers Jeweils die Stütze.zuschaltet, in der der höchste Druck herrschen
muß.
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Die Vorrichtung, die in Abhängigkeit von der Drehbewegung des Auslegers
die Zunahme des StUtzendrucks vorgibt, kann zweckmäßig in der Weise ausgebildet
sein, daß Jeder Kontakt in eine Segmentfolge unterteilt ist, die mit einer Logik-Schaltung
in Verbindung steht, welche.
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angibt, ob eine Drehung des Auslegers eine Erhöhung des Stützendrucks
herbeiführen muß.
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In den von den Stützen zum Meßvergleicher führenden Verbindungsleitungen
liegen voneinander unabhängige - Schalter in Parallelechaltung, die den Einrichtungen,
die eine Sollzunahme des Stützendruckes melden, zugeordnet sind.
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Auf diese Weise wird erreicht, daß der Jeweilige StUtzendruck auf
den Meßvergleicher gegeben wird, unabhängig davon, auf Grund welches Arbeitsvorganges
eine Druckerhöhung eintreten muß bzw. unabhängig davon, ob eine oder mehrere Einrichtungen
eine Sollzunahme des StUtzendrucks melden.
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Sobald der Meßvergleicher ermittelt, daß keine Zunahme des Stützendrucks
erfolgt, bringt er eine Warnlampe zum Aufleuchten und/oder schaltet ein akustisches
Signal ein.
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Der Kranfahrer hat dann die Möglichkeit, geeignete Maßnahmen, die
die betreffende Stütze entlasten, zu ergreifen.
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Sollte er dies versäumen oder wirken sich diese Maßnahmen nicht schnell
genug aus, wird eine Einrichtung betätigt, die eine das Lastmoment verkleinernde
Arbeitsbewegung des Krans bewirkt.
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In seltenen Fällen könnte es vorkommen, daß in der am höchsten belasteten
Stütze der Druck ordnungsgemäß sunimmt, die Stütze aber dennoch einsenkt. In diesem
Falle würde weder das Warnsignal noch eine Arbeitsbewegung zur Verminderung des
Lastmoments ausgoldst. Um auch unter diesen Umständen einer vom Kranfahrer vielleicht
nicht bemerkten-gefEhrlichen Neigung des Krans vorzubeugen,
ist
zusätzlich eine Neigungswaage vorgesehen, die bei einer Grenzwertneigung des Krans
eine Notschaltung auslöst. Diese Heigungswaage wird auch wirksam, wenn im Kippzustand
eine Druckerhflhung in der betreffenden Stütze eintritt. Da gewisse Neigungen nicht
zu vermeiden sind und bei jedem Arbeitsvorgang auftreten, wird nur ein Neigungßmaximum
wahrgenommen und für die Notschaltung verwendet.
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Die Erfindung wird an einem in der Zeichnung in Porm eines Schaltbildes
dargestellten Ausführungsbeispiel erläutert.
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Die üblicherweise an den vier Ecken des Mobilkrans angeordneten Stützen
sind mit 1 bis 4 bezeichnet. An Jeder Stütze ist eine nicht näher dargestellte Einrichtung,
z.B. bei hydraulischen Stützen ein Druckpotentiometer,angeordnet, die ein dem Stützendruck
proportionales elektrischea Signal liefert.
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Diese Einrichtungen sind alle an eine Stromquelle 5 angeschlossen.
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An jeder Stütze ist ferner ein Schalter 6 angebracht, der durch ein
Relais 7 betätigt wird. Mit dem drehbaren Kranausleger ist ein Kontaktfinger 8 verbunden,
der einen in vier Quadranten 1 bis IV unterteilten Segmentkontakt 9I bis 9IV überschleift.
Es ist daher jeweils nur der Schalter 6 geschlossen, welcher derjenigen Stütze zugeordnet
ist, die sich in dem Quadranten befindet, in dem auch der Ausleger steht. Bei der
in der Zeichnung wiedergegebenen Stellung ist der an der Stütze 1 vorgeaehene Schalter
6 geechlossen.
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Das dem Stützendruck proportionale elektrische Signal gelangt zu einem
Schalter 10, der zwei Gruppen 11, 12 von Kontakten aufweist. Die Kontaktgruppe 11
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schlossen, wenn eines oder beide der Relais 13, 14 erregt
sind. Die Relais 13, 14 werden von einer Einrichtung E aus betätigt, wenn entweder
die Last am Kran beim Aufnehmen oder das Lastmoment, z.B. beim Auswippen des Auslegers,
oder beides zunimmt.
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Die Kontaktgruppe 12 wird durch ein Relais 15 geschlossen, wenn sich
aus der Drehbewegung des Auslegers ergibt, daß der Druck in der in dem angeschalteten
Quadranten befindlichen Stütze zunehmen muß. Zu diesem Zweck ist eine LogSk-Schaltung
F vorgesehen, in der eine Segmentfolge a bis h, i bis p, q bis x, a1 bis h1 festgelegt
und in dieJenigen Segmentgruppen unterteilt ist, in denen sich eine Erhdhung des
Stützendruckes ergeben muß, wenn der Ausleger das.betreffende Segment in der enen
Drehrichtung durchfährt. Fährt der Ausleger in der anderen Drehrichtung, bleibt
die Kontaktg'ruppe 12 solange geöffnet, bis er in einen anderen Quadranten gelangt
und dessen Stütze zugeschaltet ist. Da der Stützendruck z.B. bei Rechtsdrehung des
Auslegers im Quadranten IV von Segment a zum Segment e zunehmen muß, um sich dann
wieder zu vermindern, der Druckanstieg bei Linksdrehung des Auslegers durch den
IV Quadranten aber vom Segment h zum Segment f hin erfolgt und dann eine Druckabnahme
einsetst, muß die Logik-Schaltung die beiden Drehrichtungen berücksichtigen. Die
Umschaltung auf den jeweils der betreffenden Drehrichtung zugeordneten Schaltungsteil
erfolgt mit Hilfe des Schalter-Relais 16, das bei Jedem Wechsel der Drehrichtung
anspricht.
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Sobald eine der beiden Einrichtungen E und/oder F melden, daß ein
Stützendruckanstieg erfolgen muß, gelangt das dem Druck proportionale Signal der
Jeweils angeschalteten Stütze zu einem Meßvergleicher A. Ansich ist die sich aus
der jeweiligen Arbeitsstellung ergebende Druckerhdhung in der Stütze der zusätzlichen
Belastung proportional.
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Die absolute Druckzunahme wird Jedoch nicht erfaßt.Es
genügt
lediglich festzustellen1 ob der Druck ansteigt..
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Hierzu vergleicht der Meßvergleicher den gegenwärtigen Druck' mit
dem zeitlich darauffolgenden. Der Meßvergleicher A hat zu diesem Zweck ein Regelverhalten
in Form einer Kippschaltung, die die Zeitfolge gliedert. Das Ausgangssignal ist
jedoch konstant. Wird ein Druckanstieg festgestellt, ergibt sich kein Signal am
Neßvergleicherausgang bzw. dem ihm nachgeschalteten Verstärker B.
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Bleibt jedoch der Druck in gleicher Höhe oder -fällt er sogar, wird
ein Warnsignal, z.B. eine Warnlampe 17 eingeschaltet bzw. wird mit Hilfe einer Einrichtung
C die jeweilige Arbeitsbewegung des Krans unterbrochen.
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Für den Fall, daß der Kran sich bereits stark geneigt 18 hat, spricht
eine Neigungswaage/an, deren Signal auf eine Anordnung D gegeben wird. Wenn dies
der Fall ist, werden entweder den Stützendruck verringernde-Arbeitsbewegungen oder
eine Nqtschaltung ausgelöst.