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Steuereinrichtung zum Ausgleich des Lastmomentes bei stationären
oder fahrbaren Hebezeugen Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung
zum Ausgleich des Lastmomentes bei stationären oder fahrbaren Hebezeugen mittels
eines auf ainem Ausleger, einer Laufbahn oder dgl verstellbar angeordneten Gegengewichts,
dem eine Antriebsmaschine sowie eine Verstellvorrichtung zugeordnet ist, durch die
in Abhängigkeit von dem Lastmoment d A Auskregt gung des Gegengewichts selbsttätig
einstellbar ist, und betrifft maßnahmen zur Verbesserung der Punktion derartiger
Verstellvorrichtungen. Besonders vorteilhaft anwendbar ist die erfindungsgemäße
Steuereinrichtung zur Stabilisierung von Schwerlast-, Tiefbau- oder Schwimmkrane.
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Vorrichtungen an Kranen zur selbsttätigen Verstellung des Gegengewichts
in Abhängigkeit vom Lastmoment, um zu be-@@@ligen, daß der Schwerpunkt des Kranes
innerhalb der Abstätzplatte verbleibt, sind bereits in verschiedenen Ausführungen
bekannt. Bei einer dieser Ausführungen wird der in dem Hubzylinder den Auslegers
vorhandene Flüssigkeitsdruck zur Verstellung des Gegengewichtes benutzt, wobei der
Hubzylinder unmittelbar mit einem Gegengewiohts-Steuerzylinder
in
Verbindung steht, dessen Kolben in der einen Richtung durch den Flüssigkeitsdruck
und in der anderen Richtung durch ein Rückstellelement gesteuert wird, dessen-Kraft
sich mit der Auslegung ändert. Des weiteren ist es bekannt, an einem vorderen und
einem hinteren Auflager eines Auslegerkraus, dessen Gegengewicht in Abhängigkeit
von dem Lastmoment und deren Antriebe in Abhängigkeit von dem zulässigen Lastmoment
selbsttätig gesteuert werden, je eine kontinuierliche die Auflagerkraft messende
Vorrichtungin Form einer elektrischen Brücke vorzusehen und das Ver hältnis der
jeweiligen Meßwerte zur Steuerung des Gegengewichtes und damit zur Steuerung der
eine Änderung des Lastmomentes hervorrufenden Antriebe zu verwenden.
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Diese Einrichtungen zur selbsttätigen Verstellung des Gegengewichtes
eines Krans sind sehr aufwendig und damit teuer in der Herstellung, so daß sie in
der Praxis bisher nur in Ausnahmefällen angewandt wurden. Außerdem ist die Ansprechempfindlichkeit
dieser unterschiedlich ausgestalteten und somit stets nur bei bestimmten Hebezeugausführungen
verwend baren Verstellvorrichtungen gering.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Steuereinrichtuslg zum Auagleich
des Lastmomentes bei stationären oder fahrbaren
Ilebezeugen zu schaffen,
die sehr sinfach in ihrem Aufbau und damit wirtschaftlich zu fertigen ist und mittels
der selbsttätig eine Verstellung des Gegengewlchtea zur Stabilisierung des Kranes
vorgenommen wird. Außerdem soll die Störanfalligkeit gering sein und vor allem soll
erreicht werden daß die Einrichtung ohne Schwierigkeiten bei nahezu allen Hebezeugen
auf einfache Weise verwendbar ist und daß die Tragfähigkeit eines Krans ohne Mehraufwand
erheblich gesteigert wird0 Gemäß der Erfindung wird dies bei einer Steuereinrichtung
zum Ausgleich des Lastmomentes bei stationären oder fahrbaren Hebezeugen mittels
eines auf einem Ausleger, einer laufbahn oder dgl. verstellbar angeordneten Gegengewichts,
dem eine Antriebsmaschine sowie eine Verstellvorrichtung zugeordnet ist, durch die
in Abhängigkeit von dem lastmoment die Auskragung des Gegengewichts selbsttätig
einstellbar ist, dadurch erreicht, daß die Verstellvorrichtung aus einem oder mehreren
in einen mit einem Hubsteuerventil ausgestatteten Hydraulikkreislauf eingesetzten
Absperrtentilen gebildet ist, die in Abhängigkeit von einem auf das lastmoment des
Hebezeugs ansprechbaren Meßwertgeber steuerbar sind.und durch die im Bedar£sfall
Jeweils selbsttätig diesem Gegengewicht zugeordnete Antriebsmaschine einschaltbar
und
die dem, Hubwerk zugeornete Antriebsmaschine abschaltbar ist0 Der Meßwertgeber ist
hierbei in vorteilhafter Weise als ein vorzugsweise in einem Hydraulikkreislauf
eingesetztes Verstellglied, z. B. als Verstellkolben, auszubilden, auf den unmittelbar
oder über Zwischenglieder das Lastmoment des Hebezeugs übertragbar ist und der auf
die Absperrventile einwirkt, während die Absperrventile jeweils aus zwei gegen die
vorzugsweise einstellbare Kraft einer Feder verschiebbar in einem Gehäuse eingesetzte
und von in Abhängigkeit von der Belastung des Meßwertgebers hochgespannten Druckmittel
beaufschlagbaren Kolben zu bilden sind, durch die die Druckmittelzufuhr zu der dem
Gegengewicht zugeordneten Antriebsmaschine freigegeben wird bzwX die Druckmittel2ufuhr
zu der dem Hubwerk zugeordneten Antriebamaschine absperrbar ist.
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Ferner ist es angebracht, die Absperrventile mit jeweils einer Notabschaltvorrichtung
zum Stillsetzen der Antriebsmaschine des IIubwerks auszustatten0 Auch kann in zweckmäßiger
Weise Jeder Drehrichtung der Antriebsmaschinen Jeweils ein aus zwei verschiebbaren
Kolben gebildetes Absperrt ventil zugeordnet werden und die beiden Absperrventile
können hierbei eine Baueinheit bilden.
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Eine gemäß der Erfindung ausgebildete Steuereinrichtung zum Ausgleich
des lastmomentes bei stationären oder fahrbaren Hebezeugen zeichnet sich nicht nur
durch einen einfachen AuSbau und eine betriebssichere Funktion aus, sondern vor
allem dadurch, daß sie bei nahezu allen Hebezeugarten angewandt werden kann und
daß die Tragfähigkeit eines Krans erheblich erhöht wird. Wird nämlich die Verstelleinriohtung
aus in einen liydraulikkreislauf eingesetzten Absperrventilen gebildet, die mittels
eines Meßwertgebers in AbhSngigkeit von dem lastmoment steuerbar sind und durch
die die Antriebsmaschinen des Hubwerkes und des Gegengewichts aus-bzw einschaltbar
sind, wird eine Einrichtung geschaffen, durch die Jeweils selbsttätig die auf den
Kran einwirkenden Laßtmomente derart ausgeglichen werden daß sie sich stets (nicht
das Gleichgewicht halten. Der Kran wird somit7 durch zusätzliche Biegemomente beansprucht,
so daß dessen Tragfähigkeit voll ausgenutzt werden kanne Da das Gegengewicht beim
Anheben oder Senken einer last unverzüglich, bis das entsprechende Gegenmoment erreicht
ist, selbsttätig verstellt wird, ist mit einem Hebezeug, das mit einer erfindungsgemäß
ausgebildeten Steuereinrichtung auagestattet ist, eine betriebssichere und exakte
Arbeitsweise gegeben. Uberlastungen sind somit bei Betrieb der Steuereinrichtung
ausgeschlossen,
so daß bei Verwendung der vor schlagsgemäß ausgebildeten Steuereinrichtung die XragfShigkeit
von fahrbaren oder ortsfest aufgestellten Kranen mit einfachen Mitteln erheblich
erhöht werden kann und deren Anwendbarkeit, da sie gegenüber herkömmlichen Ausführungen
wesentllch-weniger Bauraum beanspruchen und leicht aufzustellen sind, gesteigert
wird.
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Weitere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung zum Ausgleich
des Iastmomentes bei stationären oder fahrbaren Hebezeugen sind dem in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsb ei spiel, das nachfolgend im einzelnen erläutert ist,
zu entnehmen, Hierbei zeigt: Fig. 1 : Einen Auslegerkran mit verstellbarem Gegengewicht
in schematischer Darstellung und Fig. 2 : das Schaltschema des Hydraulikkreislaufs
mit der Vorrichtung zur selbsttätigen Verstellung des Gegengewichts bei dem Kran
nach Figo 1.
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Der in Fig. 1 schematisch dargestellte und mit dem Bezugazeichen 1
versehene Auslegerkran besteht aus einem auf einer Platte 10 montierten Gerüst 2
sowie den beiden Auslegern 3 und 4.
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An dem Ausleger 3 ist hierbei eine last 5 angehängt, während an dem
Ausleger 4 ein Gegengewicht 6 verschiebbar angebracht ist. Zur Meßung des Jeweiligen
auf das Gerüst 2 einwirkenden Iastmomentes dient ein Meßwertgeber 7, mittels dem
Uber eine Verstellvorrichtung 11 nach Figo . 2 zum Ausgleich der Lastmomente die
Antriebsmotoren 8 und 9 zum Anheben der last 5 bzw. zur Verstellung des Gegengewichtes
6 wechselweise ein- und ausschaltbar sind0 Die Verstellvorrichtung 11 besteht im
wesentlichen aus einem Hubsteuerventil 15 und zwei mit diesem sowie dem aus einem
in einem Zylinder 18 eingesetzten Kolben 19 sowie den Druckräumen 20 und 21 gebildeten
Meßwertgeber 7 hydraulisch verbundenen Absperrventilen 16 und 17, durch die die
Druckmittelzufuhr zu Ven Antriebsmotoren 8 und 9 und damit deren Betätigung in Abhängigkeit
von dem Lastmoment steuerbar sind.
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Von einer Pumpe 12 wird hierbei das Druckmittel aus einem Sammelbehälter
13 über Leitungen 14 sowie dem Hubsteuerventil 15 als auch den Absperrventilen 16
und 17 zugeftihrt.
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Die Absperrventile 16 und 17, wobei lediglich die Einzelteile des
Ventils 16 mit Bezugsziffern versehen sind, bestehen Jeweils aus zwei in Ausnehmungen
34 und 35 eines GehAuses 30 eingesetzten Kolben 36 und 37, die entgegen der
Kraft
der Federn 40 und 41, deren Vorspannung durch die Stopfen 38 bzw. 39 den Erfordernissen
entsprechend einstellbar Ist, durch Druckmittel verschiebbar sind. Das Druckmittel
wird hierbei aus den Druckräumen 20 bzw. 21 des Meßwertgebers 7 über die Leitungen
22 und 23 den Kanälen 31 zugeführt, die in das Gehäuse 30 eingearbeitet und mit
den Kolben 36 und 37 verbunden sind. Außerdem ist das Gehäuse 30 mit weiteren Kanälen
32 und 33 versehen, die über die Leitungen 14 mit der Pumpe 12 bzw, die Leitungen
24 und 25 mit dem Hubsteuerventil 15 in hydraulischer Verbindung stehen. Die Kanäle
32 und 33 münden in die Ausnehmungen 34 bzw. 35, von denen in Abhängigkeit von der
Stellung der Kolben 36 bzw. 37 das Druckmittel über die oeffnungen 42 oder 43 und
die Leitungen 24' bzwO 25' der Antriebsmaschine 8 des nicht dargestellten Hubwerkes
bzw. die Leitungen 26 oder 27 der Antriebsmaschine 9 des Gegengewichtes 6 zugeführt
werden kann. über Rücklaufleitungen 28 und 29 gelangt das Druckmittel wiederum in
den Sammelbehälter 13c Um bei zu großem Lastmoment die Antriebsmaschine 8 abschalten
zu könnens ist den Absperrventilen 16 und 17 Jeweils eine Notabschaltvorrichtung
44 bzw, 45 zugeordnet, die von dem Meßwertgeber 7 durch das in dem Kanal 31 befindliche
Druckmittel betätigbar ist, Der Meßwertgeber 7 ist außerdem mit
einem
Vorspannventii 46, um einen konstanten Druck zu halten bzwO eine bestimmte Vorspannung
einstellen zu können, ausgestattet.
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Soll mit dem Kran 1 eine Last 5 angehoben werden, so ist das Hubsteuerventil
15 entsprechend zu betätigen, damit z. Bo über die Leitung 24, dem Kanal 30, die
Öffnung 37 sowie die Leitung 24' der als Oelmotor dargestellten Antriebsmaschine
8 des Hubwerkes Druckmittel zugeführt wird0 Sobald die Last 5 abgehoben wird, wird
auf das Gerüst 2 ein lastmoment ausgeübt, das von dem Meßwertgeber 7 aufgenommen
und dessen Kolben 19 dadurch nach oben verschoben wird. In dem Druckraum 21, der
Leitung 23 und dem Kanal 31 des Absperrventils 16 steigt infolgedessen der Druck
an, so daß die Kolben 36 und 37 von Druckmittel beaufschlagt werden.
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Ist der Druckanstieg und damit das Lastmoment gering, wird eine Veränderung
der Stellungen der Kolben 36 und 97 nicht eintreten, vielmehr kann die Last 5 ohne
Verzögerung angehoben und an den Bestimmungsort gebracht werden.
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Wird aber auf den Meßwertgebex 6 ein derartiges Iastmoment ausgeübt,
daß der Druckanstieg in dem Kanal 31 so groß ist, daß entgegen der vorbestimmten
Kraft der Feder 40 der Kolben 36 nach oben verschoben und die Öffnung 42 freigegeben
wird,
so strömt Druckmittel von der Pumpe 12 über die Leitungen
t4 und 26 der Antriebsmaschine 9 zu; das Gegengewicht 6 wird in diesem Betriebsustand
so lange verstellt werden, bis wiederum Gleichgewicht zwischen dem Lastmoment und
dem durch das Gegengewicht 6 bestimmten Moment hergestellt ist, Durch den Kolben
36 wird sodann die Öffnung 42 wieder geschlossen, so daß die Antriebsmaschine 9
des Gegengewichtes 6 still gesetzt wird0 Bei einem Lastmoment, durch das die Standsicherheit
des Krans 1 gefährdet wäre, wird dagegen durch den erhöhten Druckaufbau in dem Druckraum
21 und dem Kanal 31 der Kolben 37 entgegen der Kraft der entsprechend vorgespannten
Feder 41 nach oben verschoben, so daß die Öffnung 43 verschlossen und die Antriebsmaschine
8 des Hubwerkes außer Betrieb gesetzt wird. Das Anheben der Last 5 ist somit erst
möglich, wenn das Gegengewicht 6, dessen Antriebsmaschine 9 in diesem Fall Uber
die Leitung 26, da durch den Kolben 36 der Druckmitteldurchgang durch die Öffnung
42 freigegeben ist, Druckmittel zugeführt wird, eine Stellung einnimmt, in der die
Momente nahezu ausgeglichen sind0 Palls bei zu großer Last ein Momentenausgletch
nicht möglich ist, wird über die Notabschaltvorrichtung 44ldie z. Bo bei
einem
bestimmten Druck in dem Kanal 31 sofort anspricht die Antriebsmaschine 8 stillgesetzt.
Durch eine entsprechende Auslegung der Federn 40 und 41 ist es des weiteren möglich,
die Empfindlichkeit der Absperrventile 16 und 17, die Jeweils einer Drehrichtung
der Antriebsmaschinen 8 und 9 zugeordnet sind, den Jeweiligen Erfordernissen auf
einfache Weise anzupassen0