DE2060592A1 - UEberlastsicherungseinrichtung fuer Hebezeuge - Google Patents

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DIPL.PHYS.-ING.H.VON SCHUMANN 2060592

DIPL.CHEM.-ING.W.D. OEDEKOVEN

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9.12.1970 2/Έ

LOKOMO OY, Tampere, Pinnland

tlberlastsicherungseinrichtung für Hebezeuge

Die Erfindung betrifft eine Überlastsicherungseinrichtung für Hebezeuge mit einem längen- und neigungsveränderlichen Ausleger, wobei das von Auslegerlänge, Auslegerneigung und an den Ausleger angehängter Last bestimmte Lastmoment festgestellt und überwacht wird.

Bei solchen Hebezeugen ist die Feststellung und Überwachung des Lastmomentes deswegen von Bedeutung, weil bei Erreichen eines gewissen höchsten Lastmomentes eine weitere Erhöhung das Hebezeug umkippen läßt_o Die Last verursacht bei solchen Hebezeugen ein Moment, welches das Hebezeug um die lastseitige Abstützung zu kippen bestrebt ist. Je länger der Ausleger vom Hebezeug und je kleiner die Neigung des Auslegers gegenüber der Waagerechten sind, umso kleiner ist die Last, mit welcher das zulässige höchste Moment überschritten wird. Um dies alles zu berücksichtigen, muß eine Überlastsicherungseinrichtung für Hebezeuge mit einem längen- und neigungsveränderlichen Ausleger sowohl die Last als auch die jeweilige Länge und Neigung des Auslegers berücksichtigen und bei Erreichen oder Überschreiten des höchsten zulässigen Momentes, bei welchem ein Umkippen des Hebezeuges eintritt oder zu befürchten ist, das Hubwerk stillsetzen und/oder ein Warn-

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signal geben·

Es sind bereits verschiedene derartige Einrichtungen bekannt, beispielsweise auf elektrischer Basis, welche zwar genau und betriebssicher funktionieren, nachteiligerweise gedoch sehr teuer sind. Mechanische Einrichtungen sind sehr verwickelt aufgebaut und haben daher keine Verbreitung gefunden.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu beheben und eine im wesentlichen mechanische Überlastsicherungseinrichtung für Hebezeuge mit einem längen- und neigungsveränderlichen Ausleger zu vermitteln, welche einfach im Aufbau und billig ist.

Dies ist mit einer tJberlastsicherungseinrichtung der eingangs angegebenen Art erreicht, welche erfindungsgemäß gekennzeichnet ist durch einen Steuernocken mit einer dreidimensionalen Steuerfläche, welche in einer Richtung entsprechend der Abhängigkeit des Momentenarmes von der Auslegerlänge und in der dazu senkrechten Bichtung entsprechend der Abhängigkeit des Momentenarmes von der Auslegerneigung bezüglich einer diese Sichtungen enthaltenden Bezugsebene gestaltet ist, und durch einen die Steuerfläche senkrecht zur Bezugsebene abfühlenden, zusammen mit einem Lastmeßgerät an eine Vorrichtung zum Anzeigen des Lastmomentes und/oder selbsttätigen Stillsetzen des Lasthubwerks bei Erreichen des höchstzulässigen Lastmomentes angeschlossenen Taster, wobei der Steuernocken und der Taster zur Einstellung entsprechend der jeweils gegebenen Auslegerlänge und -neigung gegenseitig in den beiden erwähnten fiichtungen beweglich sind. Dabei kann der Taster ortsfest und der Steuernocken beweglich oder aber umgekehrt der Steuernocken ortsfest und der Taster beweglich angeordnet sein.

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Vorzugsweise ist der Steuernocken tun. eine zur Auslegerschwenkachse parallele Achse drehbar gelagert und als Pendel mit einem Gegengewicht versehen· Dabei weist vorteilhafterweise die Pendelachse zur Verschiebung des Steuernockens auf derselben in Längsrichtung ein mit einem Innengewinde im Steuernocken zusammenwirkendes Außengewinde auf, wobei die Achse drehbar gelagert und Bit dem Ausleger zur Verdrehung bei Auslegerlängenänderungen gekoppelt ist·

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wirkt der Taster über ein Potentiometer auf die Vorrichtung zur Anzeige des Lastmomentes und/oder zum selbsttätigen Stillsetzen des Lasthubwerks bei Erreichen des höchstzulässigen Lastmomentes ein. Dabei kann, der Taster mit Vorteil über ein Gestänge mit dem Potentiometer verbunden sein.

Als vorteilhaft hat es sich auch erwiesen, wenn die Anzeigevorrichtung zwei Skalen sowie zwei Zeiger aufweist, welche vom Taster bzw. Lastmeßgerät aus betätigbar sind, wobei die Zeiger beim höchsten zulässigen Lastmoment übereinander liegen. Vorteilhafterweise ist die Vorrichtung stattdessen oder zusätzlich dazu so ausgestaltet, daß sie bei Erreichen des höchsten zulässigen Lastmomentes ein optisches und/ oder akustisches Signal erzeugt und/oder das Lasthubwerk stillsetzt.

Nachstehend sind Aasfähxangsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beispielsweise beschrieben. Darin zeigen:

Pig. 1 eine Seitenansicht eines verfahrbaren Auslegerkranes in seht-matischer Wiedergabe j

Fig. 2 eine Zusammenstellung der wesentlichen Bauteile -

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der erfindungsgemäßen Einrichtung, wobei der Steuernocken perspektivisch wiedergegeben ist; .

Fig. 3 eine Seitenansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung, wobei die vordere Seitenwand abgenommen ist;

Pig. 4 die Ansicht des Schnittes entlang A-A in Fig. 3.

Die erfindungsgemäße Überlastsicherungseinrichtung ist beispielsweise für einen Auslegerkran gemäß Pig. 1 geeignet. Dieser Auslegerkran weist einen Unterwagen 1, beispielsweise das Fahrgestell eines schweren Lastkraftwagens, auf, kann jedoch auch schienenverfahrbar sein. Während des Betriebes ist der Unterwagen 1 über mechanisch oder hydraulisch betätigte Stützfüße 2 abgestützt. Diese sind dann unbedingt erforderlich, wenn der Kran straßenverfahrbar ist, also der Unterwagen 1 Gummiräder aufweist.

Auf dem Unterwagen 1 ist eine um eine senkrechte Achse drehbare Drehbühne 3 vorgesehen, an deren einem Ende ein Ausleger 4 um eine waagerechte Achse, d.h. in einer senkrechten Ebene verschwenkbar angelenkt ist. Die Neigung 06 vom Ausleger 4 ist über eine hydraulische Kolben/Zylinder-Einheit 5> einstellbar. Die Länge des Auslegers 4 ist veränderlich.· Er besteht aus einem mittleren Schuß 6, in dem ein Schuß 7 teleskopierbar ist, und welcher selbst im iußteil 8 teleskopiert werden kann.

Der Kran weist einen am einen Ende mit einem nicht dargestellten Hubwerk zusammenwirkenden Lasthubseilzug 9 auf, welche über die Spitze des Auslegers 4 läuft und über einen nicht dargestellten Lasthaken oder ein sonstiges Greiforgan an einer Last 10 angreift.

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Aus l?ig. 1 ist ohne weiteres ersichtlich., daß der Auslegerkran dann um den Abstützpunkt P aufgrund des Gewichtes G- der Last 10 kippt, wenn das entgegenwirkende Moment aus Krangewicht und Abstand zwischen Kranschwerpunkt und Punkt P von dem entgegengesetzt wirkenden Lastmoment übertroffen wird. Das Lastmoment hängt vom Gewicht G der Last 10 und dem zur Wirkungslinie vom Gewicht G senkrechten Abstand A zwischen dieser Wirkungslinie und dem Punkt P ab· Der Abstand A ist seinerseits von der Länge 1 abhängig, mit welcher der Ausleger 4- über den Punkt P übersteht, ferner von der Neigung OC des Auslegers 4, und zwar gemäß der Formel A « 1 · cosiX,.

Die erfindungsgemäße Einrichtung muß also die drei Veränderlichen G, 1 und oC feststellen und überwachen sowie mit dem gegebenen Eigenmoment des Kranes vergleichen und ein Alarmsignal erzeugen und/oder das Hebezeug, insbesondere dessen Hubwerk, stillsetzen, sobald das zulässige höchste Lastmoment erreicht oder überschritten wird, um zu verhindern, daß der Kran umkippt.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist vorzugsweise im Inneren des Auslegers 4 an der Stelle 11 angeordnet, wo die Länge und die Neigung vom Ausleger 4- am besten überwacht werden können· Dabei kann das Gerät zur Messung des Lastgewichtes G, beispielsweise ein elektrischer Geber, in der hydraulischen Kolben/Zylinder-Einheit 5 angebracht sein, um den Druck darin zu me seen, welcher vom Lastgewicht G abhängt.

Gemäß Fig. 2 weist die erfindungsgemäße Überlastsicherungseinrichtung einen Steuernocken 12 auf, welcher in einem bestimmten Maßstab die Abhängigkeit der Länge des Momentenarmes A von der Auslegerlange 1 und der Auslegerneigung üt wiedergibt.

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Insbesondere weist der Steuernocken 12 eine dreidimensionale Steuerfläche auf, welche in der Richtung 1 entsprechend der Abhängigkeit des Momentenarmes A von der Auslegerlänge 1 und in der Richtung CC entsprechend der Abhängigkeit des Momentenarmes A von der Auslegerneigung OC mit unterschiedlichem Abstand senkrecht zu einer diese beiden Richtungen enthaltenden Bezugsebene gestaltet ist. Der Steuernocken 12 ist in der erfindungsgemäßen Einrichtung derart beweglich angeordnet, daß er sich bei einer Veränderung der Auslegerneigung oL in Richtung des Pfeiles <Xund bei Veränderung der Auslegerlange 1 in Richtung des Pfeiles 1 verschiebt.

Die Steuerfläche vom Steuernocken 12 wird von einem zur erwähnten Bezugsebene senkrecht verschieblichen Taster abgefühlt, dessen senkrechte Stellung also dem jeweils gegebenen Momentenarm A entspricht, und welcher ein Potentiometer 13 verstellt, das mit einer einen Spannungsmesser enthaltenden Vorrichtung 15 verbunden ist. Diese weist eine Skala A und einen drehbaren Zeiger 16 auf, wobei die Skala A so eingeteilt sein kann, daß sie unmittelbar die Länge des Momentenarmes A angibt. Der Zeiger 16 wird vom Potentiometer 1J aus betätigt.

In der hydraulischen Kolben/Zylinder-Einheit 5 ein elektrischer Druckgeber 17 vorgesehen, welcher den im Zylinder herrschenden, vom Lastgewicht G abhängenden Druck feststellt und eine entsprechende Spannung an den zugehörigen Spannungsmesser der Vorrichtung 15 zur Verstellung von deren Zeiger 18 auf einer zweiten Skala G abgibt. Die Skalen A und G steigen in entgegengesetzter Richtung.

Die Vorrichtung 15 ist einschließlich der Skalen A und G so ausgestaltet, daß die beiden Zeiger 16 und 18 sich decken, wenn das zulässige höchste Lastmoment gegeben ist, bei

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dessen Überschreiten der Kran umkippt. Das Bedienungspersonal kann auf diese Weise leicht und schnell aus der gegenseitigen Stellung der "beiden Zeiger 16 und 18 ersehen, wieweit man noch vom zulässigen höchsten Lastmoment entfernt ist. Zusätzlich zu den Zeigern 16 und 18 oder stattdessen kann die Vorrichtung 15 mit solchen Bauelementen ausgerüstet sein, welche "bei Erreichen des zulässigen höchsten Lastmomentes ein akustisches oder optisches Alarmsignal erzeugen und/ oder den Kran, insbesondere dessen Hubwerk, stillsetzen.

In praxi kann die Verschiebung des Steuernockens 12 in Eichtung QC mittels eines Pendels hervorgebracht werden, welches den Steuernocken 12 beispielsweise über eine Zahnstange und ein damit kämmendes Ritzel verschiebt. Die Verschiebung des Steuernockens 12 in Eichtung 1 kann beispielsweise mittels einer Schraube durchgeführt werden, welche an einem Ketten- oder Seilrad vorgesehen ist, das mit einer Kette bzw. einem Seil in Eingriff steht, welches vom Ausleger bei der Veränderung von dessen Länge mitgenommen wird. Insbesondere kann die Steuerfläche auch auf einer Hülse aufgebracht werden, wobei dann diese Hülse in ihrer Winkelstellung entsprechend der jeweiligen Auslegerneigung (V^ einstellbar ist, und in ihrer Axialstellung entsprechend der jeweils gegebenen Auslegerlänge 1.

Dies ist bei der Ausführungsform gemäß KLg. 3 "und 4-verwirklicht. Dabei ist ein -Gehäuse aus zwei Seitenplatten 21 und 22 und vier Verbindungsbolzen 23 vorgesehen. In der Mitte ist zwischen den beiden Platten 21 und 22 eine Achse 24 mit Außengewinde 25 drehbar gelagert, welche außerhalb vom Gehäuse 21, 22, 23 mit einem Arm 26 versehen ist. Der Arm 26 wird beispielsweise über eine Seilrolle verdreht, welche ihrerseits durch ein mit dem Ausleger 4 verbundenes Seil bei Auslegerlängenänderungen verdreht wird.

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Auf der Achse 24 ist der segmentartig ausgebildete ßteuernocken 27 leicht drehbar gelagert. Der .Steuernocken stellt zusammen mit einer Verbindungsstange 28 und einem Gegengewicht 29 ein Pendel dar, welches unabhängig von der jeweiligen Stellung des Gehäuses 21, 22, 23 stets in senkrechter Stellung gehalten ist, und zwar aufgrund der Schwerkraft,

Die Steuerfläche 30 vom Steuernocken 27 ist von einem mit einem Potentiometer 31 zusammenwirkenden Taster 32 abgefühlt. Der Taster 32 ist mit einem um eine Achse 33 verschwenkbar gelagerten Zahnsegment 34 verbunden, welches mit einem Zahnrad 35 kämmt, das auf dem Ende einer Welle 36 des Potentiometers 31 aufgekeilt ist.

Bei einer Veränderung der Neigung (X^vorn Ausleger 4 verschwenkt der Steuernocken 27 um die Achse 24 im Gehäuse 21, 22, 23 entsprechend, da das erwähnte Gehäuse mit dem Ausleger 4 seine Winkelstellung gegenüber der Senkrechten ändert. Der Taster 32 wird aufgrund der besonderen Gestalt der Steuerfläche 30 in diejenige Stellung verschoben, welche der Auslegerneigung oC entspricht·

Wird die Auelegerlänge 1 verändert, dann verdreht sich die Achse 24, so daß der Steuernocken 27 und somit die Steuerfläche 30 durch das Außengewinde 25 der Achse 24 in Sichtung von deren Längsachse verschoben werden und der Taster 32 in eine solche Stellung gebracht wird, welche der jeweiligen Auslegerlänge 1 entspricht. Das Potentiometer 3*1 wird also über den Taster 32 entsprechend der jeweils vorhandenen Auslegerneigung (X und Auslegerlänge 1 eingestellt· Es ist auf die vorstehend beschriebene und in Fig. 2 dargestellte Art und Weise an eine Anzeige- und/oder Abschaltvorrichtung 15 zusammen Bit einem Lastaeßgerät 17 angeschlossen.

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Statt einer elektrischen Übertragung der Meßwerte des Tasters 14 bzw. 32 und des Lastmeßgeräts 17 kann auch ein mechanisches Gestänge oder eine hydraulische oder pneumatische Übertragung Verwendung finden·

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Claims (9)

Ansprüche

1. Jüberlastsicherungseinrichtung für Hebezeuge mit einem längen- und neigungsveränderlichen Ausleger, wobei das von Auslegerlänge, Auslegerneigung und an den Ausleger angehängter Last bestimmte Lastmoment festgestellt und überwacht wird, gekennzeichnet durch einen Steuernocken (12$ 27) mit einer dreidimensionalen Steuerfläche (30), welche in einer Richtung entsprechend der Abhängigkeit des Momentenarmes (A) von der Auslegerlänge (1) und in der dazu senkrechten Richtung entsprechend der Abhängigkeit des Momentenarmes (A) von der Auslegerneigung (^C ) bezüglich einer diese Richtungen enthaltenden Bezugsebene gestaltet ist, und durch einen die Steuerfläche (30) senkrecht zur Bezugsebene abfühlenden, zusammen mit einem Lastmeßgerät (17) an eine Vorrichtung (15) zum Anzeigen des Lastmomentes und/oder selbsttätigen Stillsetzen des Lasthubwerks bei Erreichen des höchstzulässigen Lastmomentes angeschlossenen Taster (14} 32), wobei der Steuernocken (12} 27) und der Taster (14} 32) zur Einstellung entsprechend der jeweils gegebenen Auslegerlänge (1) und -neigung (#£) gegenseitig in den beiden erwähnten Richtungen beweglich sind.

2. Überlastsicherungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Taster (14$ 32) ortsfest und der Steuernocken (12} 27) beweglich angeordnet ist.

3. tiberlasfcsicherungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuernocken (12} 27) ortsfest und der Taster (14} 32) beweglich angeordnet ist.

4. überlastsicherungseinrichtunp nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuernocken (27) um eine zur Ausleger-

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schwenkachse parallele Achse (24) drehbar gelagert und als Pendel mit einem Gegengewicht (29) versehen ist.

5. Überlastsicherungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verschiebung des Steuernockens (27) auf der Achse (24) in Längsrichtung derselben die Achse (24) ein mit einem Innengewinde im Steuernocken (27) zusammenwirkendes Außengewinde (25) aufweist sowie drehbar gelagert und mit dem Ausleger (4) zur Verdrehung bei Auslegerlängenänderungen gekoppelt ist.

6. Überlastsicherungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Taster (14$ 32) über ein Potentiometer (13$ 31) auf die Vorrichtung (15) einwirkt.

7. Überlastsicherungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Taster (32) über ein Gestänge (33$ 34$ 35$ 36) mit dem Potentiometer (31) verbunden ist.

8. Überlastsicherungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (15) zwei Skalen (G und Ά) sowie zwei Zeiger (16 und 18) aufweist, welche vom Taster (14$ 32) bzw. Last»eßgerät (17) aus betätigbar sind, wobei die Zeiger (16 und 18) beim höchsten zulässigen Lastmoment übereinander liegen.

9. Überlastsicherungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Äie Vorrichtung (15) bei Erreichen des höchsten zulässigen Lastmomentes ein optisches und/oder akustisches Signal erzeugt und/oder das Lasthubwerk stillsetzt.

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