DE2060835C3 - Lastmoment begrenzungseinrichtung für einen Kran - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lastmomentbegrenzungs-Einrichtung für einen Kran mit hydraulisch abgestütztem längenveränderbarem Ausleger, die ein Hebelsystern mit einem schwenkbar gelagerten, beim Erreichen einer vorbestimmten Winkelstellung ein Warnsignal auslösenden ersten Hebel aufweist, auf den eine die Bewegung in diese vorbestimmte Winkelstellung hemmende elastische Kraft ausgeübt wird, und mit einem zweiten schwenkbar gelagerten Hebel, auf den eine von dem im Stützzylinder wirkenden Druck abgeleitete Kraft wirkt, sowie mit einem zwischen diesen beiden Hebeln angeordneten beweglichen Stützpunkt, der von dem zweiten Hebel auf den ersten Hebel eine einer Feder entgegenwirkende Kraft ausübt, wobei die Lage dieses Stützpunktes durch auf Änderungen mindestens eines der beiden Kranparameter Arbeitsradius und Auslegerwinkel ansprechende Organe gesteuert wird.

Bei Kranen mit Auslegern unveränderlicher Länge ist es bekannt, eine Anzeigevorrichtung vorzusehen, bei der eine von der Kranlast (einschließlich dem Gewicht des Auslegers selbst) abgeleitete Kraft gegen den Widerstand einer Feder oder anderer Mittel einwirkt, um eine Alarmvorrichtung zu betätigen, wobei die Größe des Widerstandes, bei der die Alarmvorrichtung wird, unveränderlich ist und die Größe der lastabgeleiteten Kraft, die zur Überwindung dieses Widerstandes erforderlich ist, nach Maßgabe des Arbeitsradius des Kranes verändert wird. Ein solches Verfahren zur Kompensation der Sicherheitslast-Anzeige wegen Änderung des Arbeitsradius wird z. ü. in der GB-PS 7 23 070 erläutert Bei dieser Konstruktion findet ein Hebelsystem Verwendung, bei dem ein beweglicher Gelenkpunkt in Verbindung mit einem Gelenkhebelpaar vorgesehen ist, auf welche die lastabgeieitete Kraft bzw. die Widerstandskraft einwirkt. Die Lage des beweglichen Gelenkpunktes kann nach Maßgabe des Auslegerwinkels (der bei einem Kran mit einem Ausleger veränderlicher Länge von dem Arbeitsradius abhängt) oder mittels verschiedener Ausbildungen der Arbeitsradius-Meßvorrichtungen geändert werden.

Weiter ist es bei Lastmomentsicherungen für Krane mit veränderlicher Auslegerlänge an sich bekannt (DT-OS 14 31 901, GB-PS 9 80 132), die Auslegerlänge und gegebenenfalls zusätzlich den Auslegerwinkel durch entsprechende Anwendung von Kurvenscheiben al? Eiaflußgrößen für die Sicherung zu benutzen. Auch im Falle des in der US-PS 32 69 560 gezeigten Überwachungsgeräts wird ein Zeiger in Abhängigkeit von der Auslegerlänge und dem Auslegerwinkel bewegt. Außerdem wird dort die Kranlast gemessen, indem die Spannung eines Kabels ermittelt und daraus ein Lastsignal zur Verstellung eines mit dem Zeigersystem zusammenwirkenden Kontaktteiles abgeleitet wird. Solange eine bestimmte Sicherheitslast nicht überschritten wird, wirkt das Kontaktteil und somit der Lastparameter nicht auf das mit dem Zeiger verbundene Hebelsystem ein.

In neuerer Zeit finden mehr und mehr Auslegerkrane Verwendung, bei denen der Ausleger mittels eines oder mehrerer Stützzylinder gehoben oder gesenkt wird. Mit dieser Art von Kranen kann die maximale Sicherheitslast, die mit vollständig eingezogenem Ausleger angehoben werden kann, um ein Vielfaches größer sein, als die maximale Sicherheitslast, die mit vollständig ausgefahrenem Ausleger angehoben werden kann. Die Anzahl der Seilstränge von der Auslegerspitze bis zum Windenblock kann groß sein, wenn der Ausleger voll eingezogen ist, und sie kann ziemlich klein sein, wenn dei Ausleger voll ausgefahren ist. Infolgedessen ist es nicht wünschenswert, die lastabgeleitete Kraft für die Übertragung auf die Lastmomentsicherung dem Flaschenzugseil zu entnehmen, da zu sehr verschiedene Abwandlungen vereinigt werden müßten, um zu ermöglichen, daß die Lastmomentsicherung nach Maßgabe der Anzahl der Seilstränge zwischen der Auslegerspitze und dem Windenblock eingestellt werden kann. Es ist vielmehr sachdienlicher, die erforderliche lastabgeleitete Kraft von dem oder den den Ausleger stützenden hydraulischen Zylindern abzuleiten, und es ist zweckmäßig, die Sicherung derart einzurichten, daß sie auf den hydraulischen Druck anspricht,der im Stützzylinder.

Die Einwirkung des oder der Stützzylinder auf den Ausleger muß dem Lastmoment einschließlich des Auslegergewichtes selbst um den Ausleger-Anlenkpunkt entgegenwirken. Von der Kraft, die von einem Stützzylinder ausgeübt wird, ist nur die zum Ausleger senkrechte Komponente wirksam, um diesem Moment entgegenzuwirken. Mit Rücksicht auf die praktischen Grenzen für die Länge von Hydraulikzylindern muß jeder den Ausleger stützende Zylinder dicht am Auslegeranlenkpunkt angeordnet werden. Der Winkel zwischen Zylinder und Ausleger variiert beträchtlich

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mit dem Auslegerwinkel. Das wirksame, den Ausleger stützende Moment um den Auslegeranlenkpunkt ändert sich daher stark mit dem Ausleger-Wink el, unabhängig von dem hydraulischen Druck. Darios ergibt sich, daß jede Lastmomentsicherung, die durch eine von dem hydraulischen Druck in einen Stützzylinder abgeleitete Kraft betätigt wird. Mittel erfordert, die auf eine Änderung des Ausleger-Winkels ansprechen, um die Wirkung d&r abgeleiteten Kraft derart zu ändern, daß sie dem Stützmoment um den Auslegeranlenkpunkt proportional ist. Eine Lastmomentsicherung mit einer solchen Korrektur spricht, wenn der Kran im Gleichgewicht ist, unmittelbar auf das Lastmoment um den Auslegeranlenkpunkt an.

Üblicherweise wird die Sicherheitslast für einen Kran mit einem besonderen Arbeitsradius anhand der Last bestimmt, bei der der Kran umkippen würde, und demgemäß durch das Lastmoment um den durch den Tragsockel des Kranes bestimmten Drehpunkt. Wenn, wie in den meisten Fällen, der Auslegeranlenkpunkt nicht vertikal über diesem Drehpunkt liegt, so ist das Moment, das den Kran umzukippen sucht, von dem Moment um den Auslegeranlenkpunkt verschieden. Ferner hängt der Unterschied von dem Arbeitsradius des Kranes ab. Wenn daher gefordert wird, daß die maximale Sicherheitslast (die Nennlast) für einen Kran dem Moment um den durch den Sockel des Kranes bestimmten Drehpunkt entspricht, das in einer unveränderlichen Beziehung zu dem Kippmoment steht, ist es erforderlich, auf den Arbeitsradius des Kranes entsprechende Mittel in die Lastmomentsicherung einzuführen, wodurch eine weitere angemessene Korrektur der lastabgeleiteten Kraft angebracht werden kann.

Ebenso können andere Korrekturen eingeführt werden, wenn unterschiedliche oder zusätzliche Faktoren die Sicherheits-Höchstlast bestimmen. Beispielsweise machen es auf einigen Kranen die zusätzlichen Belastungen bei der Benutzung des Auslegers in einer ausgefahrenen Stellung wünschenswert, daß eine kleine Last angehoben wird als bei Benutzung kleinerer Auslegerlängen trotz Betätigung bei demselben Arbeitsradius, und daher kann es in diesem Fall erforderlich sein, in die Lastmomentsicherung Mittel einzubauen, die auf die Änderung der Auslegerlänge ansprechen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lastmomentbegrenzungs-Einrichtung der eingangs angegebenen Art zu schaffen, die unmittelbar auf die wichtigsten, das Lastmoment beeinflussenden Kranparameter anspricht. so

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß auf das Hebelsystem über Übertragungselemente zum Zweck der Vergröi3crung bzw. Verkleinerung der Wirkung der von dem im Stützzylinder wirkenden druckabgeleiteten Kraft eine zusätzliche Kraft wirkt, die von Organen gesteuert wird, die auf Änderungen mindestens eines weiteren Kranparameters oder der Auslpgerlänge ansprechen.

In Weiterbildung der Erfindung weisen die Übertragungselemente für die zusätzliche Kraft eint auf den ₍,₀ ersten Hebel wirkende Feder auf, deren Federkraft durch einen starr gelagerten Hebel geändert wird, der einen gegen eine drehbar gelagerte Kurvenscheibe anliegenden Tastnocken aufweist, deren Winkelstellung dem jeweiligen Wert des weiteren Kranparametcrs <,<, oder der jeweiligen Auslegerlänge entspricht.

Wenn man diese Einrichtung in eine Anzeigevorrichtung der in der britischen Patentschrift 7 23 070 beschriebenen Art einbaut, so wirkt die von dem Druck des Stützzylinders abgeleitete Kraft auf den ersten Verstärkungshebel und eine Kurvenscheibe wird gewöhnlich auf die Änderung des Auslegerwinkels ansprechend gedreht Die Leitkurve der Kurvenscheibe wird so gewählt, daß sie den richtigen Multiplikationsfaktor ergibt, um das Warnsignal bei Erreichen der Nennlast für unterschiedliche Auslegerwinkel bei einem gegebenen Radius auszulösen. Eine an dem zweiten Verstärkungshebel befestigte Feder bewirkt ein HilfsDrehmoment um dessen Drehachse. Das andere Ende der Feder ist an einem schwenkbar gelagerten Hebel befestigt, dessen Stellung durch eine Kurvenscheibe gesteuert wird, die dem Kranradius entsprechend gedreht wird.

Die Leitkurve dieser Kurvenscheibe ist so ausgebildet, daß die auf die Feder ausgeübte Kraft sich ändert, um die gewünschte Korrektur auf den zweiten Verstärkungshebel für die Nennlast bei diesem Radius zu übertragen. Wenn die Nennlast für lange Auslegererstreckungen beschränkt wird, kann ein Ausgleichsfaktor durch Abweichung von der theoretischen Leitkurve der Auslegerwinkel-Kurvenscheibe und/oder der Radius-Kurvenscheibe eingeführt werden; aber dies kann nur zur Folge haben, daß der Kran bei kleineren Auslegererstreckungen einen Leistungsverlust erleidet. Bei einer abgeänderten Ausführungsform wird die Kurvenscheibe, die die Stellung des schwenkbar gelagerten Hebels steuert, gemäß der Auslegererstrekkung statt des Auslegerradius gedreht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben, die eine Ansicht einer Lastmomentbegrenzungs-Einrichtung für einen Kran mit einem ausfahrbaren, mittels mindestens eines Hydraulikzylinders gestützten Auslegerarn zeigt, die auf den Flüssigkeitsdruck eines Stützzylinders anspricht.

Biegsame Flüssigkeitsrohre 1 und 3 stehen mit dem Öl an der Spitze bzw. am Boden des den Ausleger stützenden Stützzylinders bzw. mehrerer einen Ausleger stützender Stützzylinder unmittelbar und mit Betätigungsgliedern 6 und 7 in Verbindung, die in den in das Gehäuse 5 der Einrichtung eingebauten Zylindern 2 und 4 geführt werden. Die Betätigungsglieder 6 und 7 wirken auf einen Hebel 8 an gegenüberliegenden Seiten eines Zapfens 9 ein, auf den der Hebel 8 aufgesetzt ist Die Abstände vom Zapfen 9, in denen die Betätigungsglieder arbeiten, sind den Flächen an der Spitze bzw. am Boden der Kran-Druckkolber. proportional, und daher ist das Moment auf den Hebel 8 der Kraft, die durch die Druckkolben auf den Ausleger ausgeübt wird, proportional.

Für: Stößel 10 ist mit dem Hebel 8 verbunden und frei schwenkbar an einen Hebel 11 angelenkt, der seinerseiffrei schwenkbar an einen in einem anderen Gehäuse ί I befestigten Bolzen 12 angeienkt ist. Der Stößel !0 übertrag das mittels der Beiätigungsgüeder auf 'Jen Hebel 8 aufgebrachte Moment au? den Hebel It.

Ein Betätigungshebe' X-* i'.t frei schwenkbar bei 15 in Jem Gehäuse 13 angeienk; und arbeitet in Verbindung mit de ir Hebel 11 über Führungsrolle!! lh. ,Lren Stellung durch den Nockenhebel 17 gesieuen wird. Die I .aulrolle des Nockenhebels 17 bewegt sich zwangsläufig nut der Oberfläche eier Kurvenscheibe 18. die übe: Hebel 20 und Achse X^a. durch Mittel bewegt wird, die von der Änderung des Auslegerwinkels beeinüuli! werden. Der Drehung des Hebels 14 wirkt ein Federdruckstab 21 entgegen, der sich bei Anwendung eines bestimmten, vorgewählten Moments um den

Bolzen 15 derart abbiegt, daß der Hebel 14 Schalter 22a und 22b schließt, die ein Warnsignal auslösen, wenn die Nennlast des Kranes annähernd erreicht oder überschritten wird.

Daraus ergibt sich, daß ein von dem hydraulischen Druck des Stützzylinders abgeleitetes Moment auf den Hebel 11 unmittelbar übertragen wird, und daß das von dem Hebel 11 zu dem Hebel 14 zur Betätigung der Warnvorrichtung übertragene Moment durch die Rollen 16 gesteuert wird, die nach Maßgabe des Auslegerwinkels verschoben werden.

Ein Stab 23 ist an dem einen freien Ende einer Feder 24 befestigt, deren anderes Ende auf einem einstellbaren Widerlager 25 geführt wird, das an dem Ende des Nockenrollen-Hebels 26 bei 27 in einem weiteren Gehäuse 28 frei schwenkbar befestigt ist Die Laufrolle des Hebels 26 folgt der Leitkurve der Kurvenscheibe 29, die über Hebel 31 und Bolzen 30 mit Mitteln gedreht wird, die auf eine Änderung des Kran-Arbeitsradius ansprechen. Demgemäß wird ein von dem Kranradius abhängiges Berichtigungsmoment auf den Betätigungshebel 14 übertragen.

Die Leitkurve der Kurvenscheibe 18 ist derart gefräst, daß bei einer vorgewählton Nennlast bei dem entsprechenden Radius, aber mit unterschiedlichen Auslegerwinkeln — und daher Auslegererstreckungen - die Stellungen der Laufrollen 16 derart sind, daß das gewünschte Moment auf den Hebel 14 übertragen wird. Dann wird der Kran zu einem veränderten Arbeitsradius mit der entsprechenden Nennlast bewegt und die Leitkurve der Kurvenscheibe 29 geschnitten, bis die von der Feder 24 ausgeübte Kraft in Verbindung mit dem auf den Hebel 14 über Hebel 11 und Laufrollen 16 bereits aufgebrachten Moment genügt, um das Schließen der Kontakte 22a und 22b zu bewirken. Dies wird für einen Bereich des Kran-Arbeitsradius wiederholt.

um die Leitkurve der Kurvenscheibe 29 zu vervollständigen.

Wie schon ausgeführt wurde, kann in bestimmten Fällen der Hebel 31 in Abstimmung mit der Auslegerlänge betätigt werden, und zu diesem Zweck wird eine Winkelbewegung proportional der Auslegerlänge mittels eines Getriebes oder anderer Mittel von einer Kabeltrommel aus erzeugt, deren Drahtseil an der Auslegerspitze befestigt ist. Erforderlichenfalls kann das

ίο Seil über eine Führungsrolle auf der oder angrenzend an die Auslegerachse geführt werden. Wann auch immer der Hebel 31 in Abhängigkeit von der Auslegerlänge betätigt wird, wird die Kontaktscheibe 18 bei konstanter Auslegerlänge anstelle von konstantem Arbeitsradius

is und die Kurvenscheibe 29 derart geschnitten, daß das geeignete Moment auf den Hebel 14 bei verschiedenen Auslegerlängen erzeugt wird.

Bei einer dem beschriebenen Ausführungsbeispiei gegenüber abgewandelten Ausführungsform ist vorgesehen, daß unter gewissen Umständen durch Verwen dung abweichend geschnittener Kurvenscheiben 18 und 29 die Bolzen 19 und 30 durch Mittel gedreht werden, welche auf den Kran-Arbeitsradius bzw. auf den Auslegerwinkel ansprechen. Auf diese Weise ist die Stellung der Laufrollen 16 von dem Kran-Arbeitsradius und die auf den Hebel 14 über den Hebel 23 aufgebrachte Kraft von dem Auslegerwinkel abhängig. Der sich bei dieser Abwandlung ergebende Vorteil besteht darin, daß bei gewissen Kranen sich ergeben hat, daß das berechnete Profil der treibenden Kurvenscheiben gleichiörmiger ist. Gleichförmige Kurvenscheiben sind leichter genau zu schneiden als Kurvenscheiben mit starken Radiusänderungen. Die geänderte Einrichtung ist nur bei solchen Kranen anzuwenden, wo sich aus dieser Anwendung gleichförmigere Kurvenscheiben ergeben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Lastmomentbegrenzungs-Einrichtung für einen Kran mit hydraulisch abgestütztem längenveränderbaren Ausleger, die ein Hebelsystem mit einem schwenkbar gelagerten, beim Erreichen einer vorbestimmten Winkelstellung ein Warnsignal auslösenden ersten Hebel aufweist, auf den eine die Bewegung in diese vorbestimmte Winkelstellung ίο hemmende elastische Kraft ausgeübt wird, und mit einem zweiten schwenkbar gelagerten Hebel, auf den eine von dem im Stützzylinder wirkenden Druck abgeleitete Kraft wirkt, sowie mit einem zwischen diesen beiden Hebeln angeordneten beweglichen Stützpunkt, der von dem zweiten Hebel auf den ersten Hebel eine einer Feder entgegenwirkende Kraft ausübt, wobei die Lage dieses Stützpunktes durch auf Änderungen mindestens eines der beiden Kranparameter Arbeitsradius und Auslegerwinkel ansprechende Organe gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß auf dieses Hebelsystem über Übertragungselemente (23 bis 27) zum Zwecke der Vergrößerung bzw. Verkleinerung der Wirkung der von dem in Stützzylinder wirkenden Druck abgeleiteten Kraft eine zusätzliche Kraft wirkt, die von Organen (29 bis 31) gesteuert wird, die auf Änderungen mindestens eines weiteren Kranparameters oder der Auslegerlänge ansprechen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungselemente für die zusätzliche Kraft eine auf den ersten Hebel (14) wirkende Feder (24) aufweisen, deren Federkraft durch einen starr gelagerten Hebel (26) geändert wird, der einen gegen eine drehbar gelagerte Kurvenscheibe (29) anliegenden Tastnocken aufweist, deren Winkelstellung dem jeweiligen Wert des weiteren Kranparameters oder der jeweiligen Auslegerlänge entspricht.

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