DE1935791C3 - Einrichtung zur Lastmomentbegrenzung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur schwenkbar angesetzt sein.

Lastmomentbegrenzung für einen Kran mit einem Der Ausleger kann in den verschiedenen Zustän-

Teleskopausleger unter Anwendung dreier Meßglieder den 0, I, II, III zwischen den in F i g. 1 dargestellten

zur Ermittlung der wirksamen Auslegerlänge, des äußersten Lagen mittels des Wippwerkes 7 geschwenkt

Neigungswinkels des Auslegers sowie der vom Wipp- 45 werden.

werk auf den Ausleger wirkenden Kraft, unter Zu- Die F i g. 1 und 2 zeigen ferner für jeden Zustand 0, grundelegung von Sollwertkurven über der Ausladung, I, II, III des Auslegers die Kurven 7„ bis Fm der Tragdie aus den jeweils ermittelten Werten der Ausleger- kraft, d. h. der jeweils höchstzulässigen Last, die am länge und des Ausleger-Neigungswinkels gebildet wird, Ende des Auslegers über der Ausladung d angehängt sowie unter Anwendung eines Vergieichsgerätes, das 5° werden darf, die als Abszisse von der lotrechten Drehdann, wenn der sich aus der Kraftmessung ergebende achse 3 ab gemessen wird. Jede dieser Kurven besteht Istwert gleich dem jeweiligen Sollwert wird, eine Sicher- aus drei Zweigen. So hat die Kurve für den Auslegerheitseinrichtung betätigt. zustand 0 in dem Bereich sehr kleiner Ausladungen, Solche Einrichtungen sind aus einem Aufsatz von z. B. bis zu 3 m, einen waagerechten Zweig 7"_β1. Dieser Overlach in der Zeitschrift »Fördern und Heben«, 55 Zweig entspricht dem Umstand, daß bei solchen kleinen Nr. 6, 1969, auf den S. 344 bis 347 sowie aus einem Ausladungen die Tragkraft in erster Linie durch die Prospekt der Firma PAT-Prozeß-Automatisierungs- Beanspruchung der Teleskopiermittel und des AusTechnik GmbH bekanntgeworden. Danach sind als legers in Längsrichtung bestimmt wird. Der'an-Sollwertkurven die Kurven der zulässigen Traglast schließende Zweig T₀₂ zeigt an, wie die Tragkraft in über dem Neigungswinkel des Auslegers oder über der 60 dem anschließenden Ausladungsbereich etwa bis Ausladung vorgesehen. Nach dem genannten Prospekt 4,8 m abnimmt, wobei die Biegebeanspruchung des sind derartige Einrichtungen zwar auch für Krane mit Auslegers maßgebend ist. Schließlich bezeichnet der Teleskopauslegern bestimmt; doch ist nicht offenbart, nach einer Potentialfunktion steil abnehmende Kurin welcher Weise die verschiedenen Teleskop-Zuständc venast T₀₃ in dem weiteren Auslegerbereich den Verberücksichtigt werden. 65 lauf der Tragkraft, wobei die Standsicherheit des Demgegenüber liegt der im Patentanspruch 1 ge- Kranes mit Bezug auf die Kipplinie maßgebend ist. kennzeichneten und gemäß Anspruch 2 weiter ausge- Das Ende des Kurvenastes T₀₃ liegt bei X.
bildeten Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Ein- In entsprechender Weise bestehen die Tragkraft-

3 ' 4

kurven Γι, Tu und Tm für die drei anderen Zustände In einem Gerät 17 wird von den in dem Speicher 13

des Teleskopauslegers aus je drei Ästen, z. B. Ti₁, Ti₂, befindlichen Kurven diejenige ausgewählt, die der Ti₃. Die beiden ersten Äste jeder dieser drei Tragkraft- jeweiligen Auslegerlänge 1 entspricht. Der betreffende kurven liegen tiefer als der entsprechende Kurvenast Wert für die Auslegerlänge wird aus dem Geber 14 in

für den jeweils weniger weit rusgefahrenen Ausleger. 5 das Gerät eingespeist.

Wenn in den Bereichen kleiner Ausladungen bei- In einem weiteren Gerät 18 wird aus der von dem

spielsweise der Ausleger vom Zustand 0 in den Zu- Geber 14 gelieferten Ausliigerlänge 1 und aus dem vom

stand 1 überführt wird, wenn also der Teil 10 ausge- Geber 15 gelieferten Winkel \ die Ausladung nach der

fahren wird, bewirkt die Lastmomentbegrenzungs- Formel d =- 1 · cos \ — e gebildet, wobei e der waage-

Einrichtung, daß nicht mehr die Kurvenäste T₀₁ und io rechte Abstand des Fußpunktes 5 des Auslegers von

T-_c maßgebend sind, sondern die tiefer liegenden der lotrechten Drehachse 3 ist.

Kurvenäste Γΐι bzw. T₁₂. Die Umschaltung erfolgt In einem Gerät 19 wird aus der von dem Gerät 17 schlagartig, sobald der Teleskopteil 10 beginnt, aus gelieferten, ausgesuchten Kurve und aus dem von dem dem Grundausleger 6 auszufahren. Eine entsprechende Gerät 18 gelieferten Wert der Ausladung d dasjenige Umstellung erfolgt, sobald die Auslegerteile 11 bzw. 12 15 zulässige, auf den Auslegerfußpunkt 5 bezogene Mo-— ausgehend vom Zustand 1 bzw. 11 — ausgefahren ment M_zui ermittelt, das bei der betreffenden Auswerden. . legerlänge und dem betreffenden Neigungswinkel \

Wie insbesondere F i g. 2 zeigt, überschneiden sich des Auslegers maßgebend ist.

die Tragkrafikurven bei Beginn der dritten Kurven- Das gleichzeitig vorhandene, auf den Auslegerfußäste. Demzufolge liegt z. B. der Kurvenast Tn₃ höher 20 punkt 5 bezogene Moment M vor Λ wird in einem als der Kurvenast Ti₃, und der Kurvenast Tm₃ liegt Gerät 20 ermittelt. Zu diesem Zweck werden in das höher als der Ast Tn₃. Das liegt daran, daß in den Gerät 20 aus dem Geber 16 die Kraft P und aus einem Bereichen größerer Ausladungen - wie es später an weiteren Gerät 21 der Hebelarm Λ, mit dem die Kraft/³ Hand von F i g. 4 erläutert wird — der Schwerpunkt auf den Ausleger wirkt, eingespeist. Der Hebelarm Ii des Auslegergewichtes bei gleicher Ausladung des Aus- 25 wird in dem Gerät 21 aus dem von dem Geber 15 gelegers um so weiter von der Kipplinie 9 entfernt ist, je lieferten Winkel \ gebildet.

kürzer der Ausleger, d. h. je kleiner der Neigungs- Das jeweils zulässige Moment M_zui und das gleich-

winkel des Auslegers bei gegebener Ausladung ist. zeitig vorhandene Moment M_rorn werden in einem Ver-

So ist nach F i g. 2 bei einer Ausladung von 12 m gleichsgerät 22 miteinander verglichen. Von diesem

nach dem Kurvenast 7~i₃ eine Tragkraft von 2,0 Mp 30 Gerät geht dann, wenn M_VOm gleich M_zni wird, ein

zulässig, wenn also der Ausleger sich im Zustand eines Impuls aus, durch den eine Anzeige bewirkt wird oder

vollen Teleskop-Schubes befindet. Bei derselben Aus- die beireffenden Kranantriebe abgeschaltet werden,

ladung ist nach dem Kurvenast Tn₃ bei zweifacher Dadurch, oaß die betreffenden Momente auf den

Teleskopierung des Auslegers die zulässige Tragkraft Fußpunkt 5 des Auslegers bezogen werden, ergibt sich

gleich 2,4 Mp. Nach dem Kurvenast 7"in₃ erhöht sich 35 eine beträchtliche konstruktive Vereinfachung,

bei derselben Ausladung die zulässige Tragkraft auf Wenn in den Bereichen großer Ausladungen d der

2,8 Mp, wenn also der Ausleger sich im Zustand dreier Ausleger Zwischenlängen hat, die nicht den vollen

voller Teleskopschübe befindet. Teleskopschüben entsprechend den Zuständen 0, I, II,

Für die Einrichtung zur Lastmoment-Begrenzung III entsprechen — also in den Gebieten, die in F i g. 2

nach der Erfindung werden die Tragkraftkurven nach 40 durch senkrechte Schraffur hervorgehoben sind —,

F i g. 1 und 2 umgerechnet in Kurven der zulässigen müßte eigentlich jeweils derjenige Kurvenast, z. B.

Momente, bezogen auf den Fußpunkt des Auslegers, Γπ₃ für die Lastmoment-Begrenzung maßgebend sein,

der sich in der Achse 5 befindet, wobei als Abszisse der die betreffende schraffierte Fläche nach unten be-

wieder die Ausladung«/ gewählt wird. Für die sich gren7t. Es wird jedoch bei einer Weiterbildung der

hieraus ergebende Kurvenschar wird als Parameter die 45 Erfindung der die obere Begrenzung der betreffenden

unterschiedliche Länge des Auslegers gewählt, und Fläche bildende Kurvenast, also z. B. T\u₃, als maß-

zwar für die verschiedenen Zustände 0, I, II, III. Die gebend verwendet, um den Kran besser auszunutzen,

so gebildeten Momentenkurven werden in einem Das ist praktisch ohne Gefahr, was sich aus der folgen-

Speicher 13 nach F i g. 3 untergebracht, und zwar in den Betrachtung an Hand von F i g. 4 ergibt:

der Form von Kurvenscheiben oder von Bandauf- 50 Es ist zunächst angenommen, daß der Ausleger sich

nahmen. im Zustand 11 mit zwei vollen Teleskopausschüben

Ferner sind drei Meßglieder vorhanden, mittels befindet. Er hat somit die wirksame Länge Iu- Ferner deren die wirksame Auslegerlänge I, der Neigungs- soll der Ausleger mit der Waagerechten einen Winkel winkel des Auslegers gegenüber der Waagerechten so- «au bilden. Dem entspricht die auf die Drehachse 3 des wie die von dem Wippwerk 7 auf den Ausleger wir- 55 Oberbaues 4 bezogene Ausladung el. Fü^r die Länge/n kende Kraft ermittelt werden. Zur Ermittlung dieser wird in dem Gerät 17 aus dem Speicher 13 eine be-Krt'ft wird beispielsweise der Flüssigkeitsdruck in dem stimmte Kurve Mzniu = /n(d) ausgesucht. (Diese Wippzylinder 7 gemessen. Es können für diesen Zweck Kurve entspricht der Kurve Tn in Fig. 1 und 2.) aber auch Dehnungsmeßstreifen verwendet werden. Für die Ausladung i/, die in dem Gerät 18 aus den erdie an einem Teil des Wippwerkes oder an einem Teil 60 mittelten Werten Iu und Mi gebildet wird, greift das des Grundauslegers 6 angebracht werden. Falls da? Gerät 19 aus der ausgesuchten Kurve das für diese Wippwerk durch einen Seilzug gebildet wird, kann die Einstellung des Auslegers zulässige Moment W₂I₄(H auf den Ausleger wirkende Kraft durch Messung der heraus, das auf den Fußpunkt 5 des Auslegers beZugbeanspruchung des Seiles bestimmt werden. Die so zogen ist. Dieses Moment ist für den Rereich der ermittelten Werte werden in einen Geber 14 für die 65 größeren Ausladungen entsprechend dem Kurven-Auslegerlänge bzw. in einen Geber 15 für den Winkel <\ abschnitt Tn₃:
bzw. in einen Geber 16 für die von dem Wippwerk auf
den Ausleger wirkende Kraft P eingebracht (F i g. 3). M_zuin = G.-i · (cn |- c„) f Qu(a -t- c_u).

Hierbei ist Im Falle I ist der Standsicherheitsfa.ktor

Ga das Gewicht des Auslegers, G ■ b

cn der waagerechte Abstand des Schwerpunktes ^si = _ Ζ7ΓΤ—

° ^J" Auslegers von der Kippkante im Fuß- ^Ua " ^Cl + ^¹ "^l2

punkt 9 der Stütze 8, Hierbei ist Q₁* diejenige Last, die noch zulässig ist,

c_B der waagerechte Abstand des Stützen-Fuß- _{wenn der} Standsicherheitsfaktor im Falle I gleich dem

Punktes 9 von dem Fußpunkt 5 des Auslegers, _{im Fa}„_e j, _{jst Setzt man de}mgemäß
Qn die bei dieser Einstellung des Auslegers zulässige Last, _to Si = Su,
α der waagerechte Ahsiand der Wirkungslinie der

Last Qn von dem Stützenfußpunkt 9. so errechne? sich Qi* zu

Es soll nun der äußere Teleskopteil des Auslegers _ _φ _ _Q _ _G ei — cη

eingezogen werden, so daß dieser sich im Zustand I mit ^¹ ^" ^A _a

einem vollen Teleskopausschub befindet. Die wirk- 15

same Auslegerlänge ist dann l\. Ferner soll der Aus- Vergleicht man dies mit der oben ermittelten

leger so weit abgesenkt werden, daß sich wieder die Gleichung

Ausladung d ergibt. Der Neigungswinkel ist dann «i. _Ci _ _Cn

Dabei vergrößert sich der waagerechte Abstand des Qi = Qn Ga ,

Schwerpunktes S^i von dem Stützenfußpunkt 9 auf α. ao α + c„

Es soll nun für den ganzen Bereich der Absenkung

des Auslegers von an bis <xi die für den Ausleger- so wird hiermit zunächst bestätigt, daß Qi größer ist zustand Il ausgewählte Kurve M_tui π = fn(d) maß- als Q_x *, da α — cn positiv ist. Der Unterschied ist aber gebend bleiben. Dann gilt für den Grenzfall, daß der nicht erheblich, da bei großen Ausladungen der AbAusleger bis auf den Winkel /xi abgesenkt ist, bei as stand α erheblich größer ist als c„, dieses also nahezu gleichbleibender Ausladung d: vernachlässigt werden kann, und da bei mittleren Aus-

, . . _n .„ . „ -. ladungen der Unterschied zwischen α und Cu sehr

+ C₀) + Qi(a + C₀).

Hierbei ist Qi die Last, die für diesen Fall von der daß demgegenüber das Auslegergewicht G_A eine ge-Lastmomentbegrenzung noch zugelassen wird. Diese 30 ringere Rolle spielt. Bei kleinen Ausladungen schließerrechnet sich aus ^{lich ist wie} erwähnt nicht mehr die Standsicherheit für

die Bemessung der Last maßgebend, sondern die Be-G^(Cn + C₀) + Qii{a + c₀) anspruchbarkeit des Auslegers und der Teleskop-Ver-

= (m(ci f C₀) + Qi(a 4- C₀) stellmittel.

zu 35 Sonach gilt für den Bereich, in dem für die Be-

_n _ _n _ _r ei — cn grenzung der Last die Standsicherheit maßgebend ist,

yi - tfii ^Λ a + c ^{daß es} ""gefährlich ist, wenn für die Zwischenlängen

⁰ des Teleskopauslegers zwischen den vollen Teleskop-

Da ei größer als cn ist, ergibt sich, daß Qi kleiner Schüben diejenigen Kurven M_zut — f(d) ausgewählt als ön ist. Das beruht darauf, daß im Zustand I das 40 werden, die den jeweils größeren vollen Teleskopvon dem Auslegergewicht G_A herrührende Kipp- Schüben entsprechen. Bei den praktisch in Betracht moment wegen des größeren Abstandes ei des Schwer- kommenden Bemessungen der Krane ergibt sich, daß punktes Sa ι von dem Stützenfußpunkt 9 größer ist im äußersten Fall der selbsttätig beschränkte, zulässige als im Zustand II und folglich von dem unveränderten Wert der Last nur ganz geringfügig größer ist als der Moment M_zuin weniger für das Kippmoment aus der 45 sich bei unveränderter Standsicherheil: ergebende Wert. Last Qi übrigbleibt. Beispielsweise liegt bei einem ausgeführten Autokran

Der so ermittelte Wert Qi ist an sich im Hinblick auf — wenn der Ausleger ausgehend vom Zustand mit die Standsicherheit des Kranes zu groß, wenn man drei vollen Teleskopschüben abgesenkt wird, bis bei einen bestimmten Standsicherheitsfaktor Sn nicht unveränderter Ausladung der Zustand zweier voller überschreiten will, der im Falle II vorausgesetzt war. 50 Teleskopschübe erreicht ist — der selbsttätig be-Dieser Faktor errechnet sich zu schränkte zulässige Wert der Last weniger als 1 °/₀

höher als derjenige Wert der Last, der bei unveränder- G. b tem Standsicherheitsfaktor noch zulässig wäre. Diese

Sn = ——- Abweichung liegt aber innerhalb des Toleranzbe-

i*a ■ cn + t?n · α _{55 reicnes} f_{ör die} standsicherheit. Andererseits wird

Hierbei ist durch diese Axt der Lastmomentbegrenzung die Trag-

G das Gewicht des Kranes ohne den Ausleger und fähigkeit des Kranes im Bereich mittlerer vmd großer

b der Abstand des Schwerpunktes, in dem dieses Ausladungen bis zur zulässigen Grenze ausgenutzt,

Gewicht angreift, von dem Stützenfußpunkt 9. so daß hohe Wirtschaftlichkeit erreicht wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

ι 2 richtung der eingangs genannten Art so zu gestalten, Patentansprüche· daß die erforderliche Betriebssicherheit eines Kranes mit Teleskopauslegern unter besserer Ausnutzung des

1. Einrichtung zur Lastmomentbegrenzung für Kranes bei allen Teleskopzuständen erreicht wird
einen Kran mit einem Teleskopausleger unter An- 5 In der Zeichnung ist zur Erläuterung eines Auswendung dreier Meßglieder zur Ermittlung der führungsbeispiels des Erfindungsgegenstandes u ti g. 1 wirksamen Auslegerlänge, des Neigungswinkels des ein Autokran mit einem Mehrfach-! elesKop-Ausleger Auslegers sowie der vom Wippwerk auf den Aus- bei verschiedenen Einstellungen des Auslegers in leger wirkenden Kraft, unter Zugrundelegung von Seitenansicht in Verbindung mit TragkraftJcurven dar-SoIlwertkurven über der Ausladung, die aus den ic gestellt;

jeweils ermittelten Werten der Auslegerlänge und F i g. 2 ist ein Ausschnitt aus Fig. Im groUerem

des Ausleger-Neigungswinkels gebildet wird, sowie Maßstab;

unter Anwendung eines Vergleichsgerätes, das F i g. 3 ist ein Blockschaltbild und

dann, wenn der sich aus der Kraftmessung er- F i g. 4 zeigt schematisch einen Autokran mit einem

gebende Istwert gleich dem jeweiligen Sollwert 15 Teleskopausleger bei zwei verschiedenen Einstellungen

wird, eine Sicherheitseinrichtung betätigt, d a- in Seitenansicht.

durch gekennzeichnet, daß als Soll- Nach F i g 1 ist auf dem Fahrzeugrahmen 1 des wertkurven diejenigen Kurven der zulässigen Autokranes mittels eines Drehkranzes 2, dessen lot-Jviomente (M_zui) über der Ausladung (d) gespei- rechte Achse mit 3 bezeichnet ist, der Oberbau 4 gechert sind, die den vollen Teleskopschüben als 20 lagert. Auf diesem ist in einem Bock mit Lagern, deren Parameter entsprechen und von denen jede für waagerechte Achse 5 gegenüber der Drehachse 3 zueinen anschließenden vollen Telckopierbereich rückversetzt ist, der Grundausleger 6 in vertikaler gilt, daß ferner ein Gerät (17) vorhanden ist, in dem Ebene schwenkbar gelagert. Zum Schwenken dient ein für den jeweiligen Teleskopschub (1) eine bestimmte hydraulisches Wippwerk, dessen Zylinder 7 in Lagern Kurve ausgewählt wird, und daß ein weiteres Ge- a$ am vorderen Rand des Oberbaues 4 angelenkt ist, rät (19) dazu dient, aus der jeweils ausgewählten während die Kolbenstange am Grundausleger 6 anKurve für die jeweilige Ausladung (d) das zulässige greift. Der Fahrzeugrahmen 1 ist am hinteren Ende Moment abzugreifen und dem Vergleichsgerät (22) sowie in der Nähe des vorderen Endes mit Stützen 8 zuzuführen. auf dem Boden abgestützt. Die Kipplinie, die sich

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- 30 unter den äußersten hinteren Stützen quer zur Fahrtkennzeichnet, daß im Bereich großer Ausladungen richtung erstreckt, ist mit 9 bezeichnet.

für Zwischenlängen de!> Teleskopauslegers zwi- Der Ausleger ist dreifach teleskopierbar. Er weist

sehen den vollen Teleskopschüben die Kurven der somit drei verschiebbare Teile 10, 11, 12 auf. Der Zu-

jeweils größeren, vollen Teleskopschübe ausge- stand, in dem alle Teleskopteile 10, 11, 12 soweit wie

wählt werden. 35 möglich eingefahren sind, ist mit 0 bezeichnet. Mit I ist

der Zustand bezeichnet, in dem nur der Teil 10 soweit

wie möglich ausgefahren ist. Im Zustand Il sind die

Teile 10 und U völlig ausgefahren, während im Zustand IU auch noch der Teil 12 völlig ausgefahren ist. 40 An diesen kann ein nicht dargestellter Hilfsausieger