DE2154631C3 - Überlastungsschutzvorrichtung für einen Ladekran - Google Patents

Description

Aus Gründen des Arbeitsschutzes muß man darauf

ίο achten, daß mit Ladekränen ausgerüstete Nutzlastfahrzeuge während des Beladens keinem derart hohen Belastungsmoment ausgesetzt werden, das zu einer zu starken einseitigen Belastung oder gar zum Kentern des betreffenden Lastwagens führen würde. Letzteres kann mit Hilfe einer Überlastungsschutzvorrichtung vermieden worden.

Die Erfindung bezieht sich auf eine solche Überlastungsschutzvorrichtung für einen Ladekran mit einem mittels eines ersten hydraulischen Antriebs heb- und senkbaren aus wenigstens zwei mit Hilfe eines oder mehrerer weiterer hydraulischer Antriebe gegeneinander bewegbaren und damit die Ausladung des Krans verändernden Schwenkarmteilen bestehenden Schwenkarm, wobei jeder der doppelt wirkend

2s ausgebi'deten hydraulischen Antriebe über ein hydraulisches Steuerventil verstellbar ist und ein Sicherheitsventil bei Kranüberlastung eine das Lastmoment vergrößernde Bewegung der hydraulischen Antriebe sperrt. Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art wird bei

ίο Überlastung des Krans der Zufluß der hydraulischen Flüssigkeit zum Steuerventil unterbunden. Bei der vielfach üblichen Verwendung von doppeltwirkenden Zylindern ist damit eine Umsteuerung über dieses Steuerventil nicht mehr möglich. Um hier eine Umsteuerung zu erreichen, d. h. die Ausladung des Kranarms vermindern zu können, wird ein zweites Abtastventil benötigt, welches nach entsprechender Umsteuerung in Tätigkeit tritt. Dieses wird von dem den Meßwert abgebenden hydraulischen Antrieb des Krans gesteuert. Wenn sich der Kolben dieses Antriebs nahe seiner inneren Endlage befindet, wodurch die restliche Kolbenbewegung nach der in Frage kommenden Richtung nur noch sehr klein ist, reicht die zur Verfügung stehende Ausstoßmenge für Steuerungszwecke nicht mehr aus. Somit kann es vorkommen, daß sich der Kran selbst sperrt und diese Sperre nur durch Absetzen der Last wieder aufgehoben werden kann.

Somit liegt die Aufgabe vor, eine Überlastungsschutzvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die sowohl in ihrem A ufbau als auch ihrer Handhabung einfach ist und bei der eine derartige Selbstsperrung nicht auftreten kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer derartigen Überlastungsschutzvorrichtung erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das Sicherheitsventil bei zu hohem Lastmoment über die Verstellkolben die Kolben der Steuerventile, die sich in einer lastmomenterhöhenden Stellung befinden, in eine Zwischenstellung schiebt, in der jeweils beide Leitungen zu den Zylindern der hydraulischen Antriebe abgesperrt sind, und daß der Kolben mindestens eines Steuerventils über die Zwischenstellung hinaus in eine das Lastmoment verringernde Stellung verschiebbar ist. Das Sicherheitsventil spricht in üblicher Weise an, sobald der

'¹^ vorgesehene Wert des Lastmoments überschritten, also der Kran überlastet ist. In der Umschaltstellung steuert es die angeschlossenen Steuerventile in die erwähnte Zwischenstellung. Dies ist bei denjenigen Steuerventilen

nicht notwendig deren Betätigung keinen Einfluß auf die Vergrößerung oder Verringerung eines Lastmomentes hat, wie beispielsweise dem Steuerventil für die Drehung des Krans. In der Zwischenr'ellung, also beispielsweise der Mittelstellung der Kolben der Steuerventile ist der Zufluß zu und auch der Abfluß von den Zylindern derjenigen hydraulischen Antriebe gesperrt mit deren Hilfe das Lastmoment verändert werden kann. Im Gegensatz zu den vorbekannten Ausführungen können jedoch die Kolben der Steuerventile von Hand oder auf andere Weise noch weiter verschoben werden, wobei sie in der dann erreichten Endlage wieder eine Verbindung zwischen der Pumpe für das hydraulische Medium und dem Zylinder des zu dem betreffenden Manövrierventil gehörenden hydraulischen Antriebs herstellen. Allerdings steht nunmehr diejenige Leitung unter hydraulischem Druck, die vor der Umsteuerung des Steuerventils zum Ableiten der ausgeschobenen Hydraulikflüssigkeit gedient hat, während die ursprüngliche Druckleitung jetzt das auszuschiebende Druckmedium aufnimmt. Damit kann also dieser hydraulische Antrieb umgesteuert und auf diese Weise das Lastmoment verringert werden. Selbstverständlich kann das Lastmoment durch gleichzeitige Betätigung mehrerer hydraulischer Antriebe verkleinert werden, indem man beispielsweise gleichzeitig einen Teleskopteil n■·, Lastarmes einzieht und außerdem zwei schwenkbar miteinander verbunden Kranarmteile mehr oder weniger stark zusammenklappt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in der angestrebten Weise sehr kompakt sowie einfach im Aufbau und in der Handhabung. Sie arbeitet in jeder Lage des Ladearms stets zuverlässig. Ein vorgegebener Höchstwert des Lademomentes kann beim Ausfahren des Schwenkarmes nicht überschritten werden.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Hinweis auf die Zeichnungen näher verdeutlicht. Es zeigt

Fig. 1 schematisch eine Seitenansicht eines Ladekranes, mit der hydraulischen Steuerung für die Kranbewegungen und der Überlastungsschutzvorrichtung,

F i g. 2 in etwas größerem Maßstab einen senkrechten Schnitt durch das hydraulische Sicherheitsventil der Fig. !,jedoch mit verschobenem Kolben,

F i g. 3, 4 und 5 einen Längsschnitt nach der Linie lll-III der Fig. 1 durch eines der Steuerventile, mit angesetztem Verstellkolben, in drei verschiedenen Lagen,

Fig.6 und 7 einen den Fig. 3 bis 5 entsprechenden Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit dem Steuerkolben in zwei verschiedenen Lagen.

Auf einem in F i g. 1 der Zeichnung nicht veranschaulichten Traggestell ist eine drehbar gelagerte Kransäule 1 angeordnet, an deren oberem Ende ein Schwenkarm 3 um eine Achse 2 schwenkbar gelagert ist. Dieser Schwenkarm 3 besteht aus zwei Teilen, nämlich einem inneren Schwenkarmteil 4 und einem mit diesem gelenkig verbundenen äußeren Schwenkarmteil 5. Im Inneren des äußeren Schwenkarmteils 5 ist ein ein- und ausfahrbarer Verlängerungsarm 6 untergebracht, dessen äußeres Ende mit einem Lasthaken 7 oder einem anderen Tragorgan ausgestattet ist. Zur Drehung der Kransäule 1 dient ein in der Zeichnung nicht veranschaulichter hydraulischer Antrieb. Die Schwenkbewegungen des Schwenkarmes 3 werden mittels eines hydraulischen Antriebs 8,9, dem sogenannten Hauptantrieb, bewirkt, der durch eine Achse 10 mit dem inneren Schwenkarmteil 4 gelenkig verbunden ist. Die Schwenkbewegungen des äußeren Schwenkarmteils 5 werden durch einen weiteren hydraulischen Antrieb 11, 12 erzeugt. Der Verlängerungsarm 6 wird mit Hilfe eines

s hydraulischen Antriebs 13,14 ein- bzw. ausgefahren.

DLrch eine mittels eines Motors 15 angetriebene Pumpe 16 wird Druckflüssigkeit aus einem Flüssigkeitsbehälter 17 herausgepumpt und über di". Steuerventile 18, 19, 20 und 21 dem Zylinder zur Drehung der

ίο Kransäule (nicht gezeigt), dem Zylinder 9 des Hauptantriebs, dem Zylinder 12 und dem Zylinder 14 zugeleitet. An die zum oberen Ende des Zylinders 9 führende Druckleitung 22 ist über eine Leitung 23 ein hydraulisches Sicherheitsventil 24 angeschlossen, das durch eine Leitung 25 mit dem einen Ende des Gehäuses 27 der Steuerventile 19, 20, 21, in welchen jeweils ein Steuerkolben 28 axial verschiebbar angeordnet ist. in Verbindung steht.

Die drei Steuerventile 19, 20, 21 sind gleich ausgebildet. Die Fig. 3 bis 5 zeigen das Steuerventil 21 für den Verlängerungsarm 6. Die Leitung 29 ist mit ihrem einen Ende an das vom Lasthaken 7 entfernt gelegene Ende 30 des Zylinders 14 und mit ihrem anderen Ende an den Kanal 31 des Steuerventilgehäuses

2, 27 angeschlossen. Die Leitung 32 ist einerseits an das dem Lasthaken 7 zugekehrte Ende 33 des Zylinders 14 und andererseits an den Kanal 34 des Steuerventils angeschlossen. Eine Leitung 35 führt von der Anschlußstelle 36 des Gehäuses 27 zum Flüssigkeitsbehälter 17.

An das äußere Ende eines axialen Verlängerungszapfens 37 des Steuerkolbens 28 ist eine Scheibe 39 mittels einer Schraube 38 befestigt, die als Anschlag für zwei auf dem Verlängerungszapfen 37 verschiebbare Federteller 40 und 41 dient. Zwischen letzteren ist eine Druckfeder 42 eingespannt, die danach strebt, den Steuerkolben 28 in der in F i g. 4 gezeigten Zwischenlage zu halten. In dieser Zwischenlage sind die Kanäle 31 und 34 des Steuerventils durch die Kolbenflächen 43 bzw. 44 abgesperrt.

Im Inneren des Zylinders 26 ist ein Verstellkoiben 45, ein sogenannter Rückstellkolben, axialverschiebbar angeordnet. Er besitzt einen am Kopf 47 der Schraube 38 anlegbaren Verlängerungszapfen 46.

Eine Leitung 48 führt vom Innenraum des Gehäuses

4S 49 des hydraulischen Sicherheitsventils 24 zum Flüssigkeitsbehälter 17. Der Kolben 50 des hydraulischen Sicherheitsventils weist am unteren Ende einen axialen Kanal 51 auf, dessen freies Ende in das untere Ende des Gehäuses 49 einmündet und dessen inneres Ende in einen im Kolben 50 angeordneten Querkanal 52 übergeht. Ein ähnlicher, axial verlaufender Kanal 53 ist am oberen Ende des Kolbens 50 vorgesehen. Er mündet im Gehäuse 49 einerseits und in einen weiteren Querkanal 54 andererseits. Das Gehäuse 49 ist innen mit zwei im gegenseitigen Abstand gelegenen Ringkanälen 55 und 56 versehen, an welche die Leitungen 23 bzw. 25 angeschlossen sind. Wenn sich der Kolben 50 in seiner oberen Lage (Fig.2) befindet, sind die beiden Ringkanäle 55 und 56 über im Kolben 50 angeordnete

ho Längskanäle 57 verbunden. Dabei ist eine zwischen einer Platte 58 am oberen Ende des Kolbens 50 und dem oberen Ende 59 des Gehäuses 49 eingespannte Druckfeder 60 gespannt, und die Platte 58 liegt gleichzeitig am unteren Ende eines im Gehäuseinneren

''5 angeordneten axialen Anschlagzapfens 61 an.

Falls beim Verladen der in der zum Zylinder 9 führenden Leitung 22 momentan herrschende Druck einen vorgegebenen und zulässigen Höchstwert über-

schreitet, weil beispielsweise eine am Lasthaken 7 hängende Last durch den Verlängerungsarm 6 zu weit ausgefahren wurde und demzufolge der Höchstwert des Lastmomentes überschritten wird, so erfolgt auch in der Leitung 23 eine Drucksteigerung, die sich durch den Kanal 51 im Kolben 50 des hydraulischen Sicherheitsventiles 24 und bis an das untere, verschlossene Ende des Gehäuses 49 erstreckt. Der Kolben 50 wird dadurch unter Spannung der Druckfeder 60 nach oben verschoben, bis die Platte 58 am unteren Ende des Anschlagzapfens 61 anstößt. Die Druckflüssigkeit wird dann von der Leitung 23 über den Ringkanal 55, den Querkanal 52, die Längskanäle 57, den anderen Ringkanal 56 und die Leitung 25 zum Zylinder 26 geleitet. Der Druckanstieg im Zylinder 26 bewirkt eine Verlagerung des Verstellkolbens 45 nach innen. Dieser schiebt den Steuerventilkolben 28 von der in F i g. 3 gezeigten Lage, in die er im Sinne des Pfeils 62 durch einen nichtgezeigten Bedienungshebel gebracht worden ist, in die in Fig.4 gezeigte Zwischenlage. Die Druckfeder 42 unterstützt diese Bewegung. In dieser Zwischenlage ist die Druckflüssigkeitszufuhr zum Zylinder 14 für den Verlängerungsarm 6 unterbunden, so daß er nicht weiter ausgefahren werden kann. Auf dieselbe Weise wird der Kolben 28 im Steuerventil 19 auf eine Zwischenlage geführt, in der er die Druckflüssigkeitszufuhr durch die Leitung 22 zum Hauptzylinder 9 unterbricht. Es besteht also keine Möglichkeit, den Wert des Lastmomentes zu steigern. Dagegen aber ist es möglich, den Steuerkolben 28 mit Hilfe des Bedienungshebels od. dgl. noch weiter zu verschieben und in die entgegengesetzte Endlage zu bringen (siehe Pfeil 63 in Fig. 5), in der dem Zylinder 14 zwar Druckflüssigkeit zugeleitet werden kann, jedoch in entgegengesetzter Richtung, so daß der Verlängerungsarm 6 zusammen mit der an dem Lasthaken 7 hängenden Last gegen die Kransäule 1 hin eingefahren wird, d. h. das Lastmoment wird unter den Höchstwert verringert. Dabei wird der in den zum Sicherheitsventil 24 führenden Leitungen 22 und 23 herrschende Druck derart abnehmen, daß die Druckfeder 60 den Kolben 50 wieder in seine Ausgangslage (F i g. 1) zurückschiebt, in der die Druckflüssigkeitszufuhr durch die Leitung 25 zum Zylinder 26 der Steuerventile 19, 20, 21 gesperrt ist. Die Druckflüssigkeit in den Zylindern 26 kann stattdessen durch die Leitung 25. den Ringkanal 56, den Querkanal 54, den axialen Kanal 53 und die zum Flüssigkeitsbehälter 17 führende Leitung 48 abgeleitet werden. Es ist deshalb möglich, den Steuerkolben 28 der Steuerventile 19, 20, 21 mit Hilfe des Bedienungshebels in die in Fig. 3 veranschaulichte Ausgangsbge zu bringen.

Die Fig. 6 und 7 zeigen eine weitere Ausführungsform, bei welcher der in F i g. 3 bis 5 gezeigte Versteller weiterentwickelt ist und letzteren in den Fällen ersetzen soll, in denen die Steuerventile nach der entgegengesetzten Seite hin in die Ausgangslage gebracht werden.

In den Kopf 47 der Schraube 38 ist in axialer Richtung ein Bolzen 64 eingeschraubt, dessen Kopf 65 sich im Inneren eines im Zylinder 26 axial verschiebbaren hülsenförmig ausgebildeten Verstellkolbens 66 befinde! und mit seiner Anschlagfläche an der Innenseite eine« ihn hintergreifenden Bundes 67 des Verstellkolbens anlegbar ist. Das äußere Ende des Zylinders 26 ist durch eine Verschlußschraube 68 verschlossen. Die Leitung 2i ist an einer etwas oberhalb eines an dem Verstellkolber 66 angeordneten Flansches 70 gelegenen Stelle 69 ar das Gehäuse 27 angeschlossen.

Bei Druckanstieg in der Leitung 25 wird dei Verstellkolben 66 in axialer Richtung nach außen (aul der Zeichnung nach unten) gepreßt, wobei er der Bolzen 64 und damit auch den Steuerkolben 28 vor seiner oberen Ausgangslage, in der das Lastmoment de; Ladekranes erhöht werden kann, in die in Fig./ gezeigte Zwischenstellung führt, in der die Druckflüssig keitszufuhr zu den Zylindern 9,11 und 14 unterbrocher ist. Von dieser Zwischenstellung aus kann dei Steuerkolben 28 mit Hilfe eines Bedienungshebel; od. dgl. in die untere nicht gezeigte Endlage verschober werden, um eine Reduzierung des Lastmomentwerte: herbeizuführen.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Überlastungsschutzvorrichtung für einen Ladekran mit einem mittels eines ersten hydraulischen Antriebs heb- und senkbaren, aus wenigstens zwei mit Hilfe eines oder mehrerer weiter hydraulischer Antriebe gegeneinander bewegbaren und damit die Ausladung des Krans verändernden Schwenkarmteilen bestehenden Schwenkarm, wobei der Kolben jedes der doppeltwirkend ausgebildeten hydraulischen Antriebe über ein hydraulisches Steuerventil verstellbar ist und ein Sicherheitsventil bei Kranüberlastung eine das Lastmoment vergrößernde Bewegung der hydraulischen Antriebe sperrt, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherheitsventil (24) bei zu hohem Lastmoment über Versteilkolben (45; 66) die Steuerkolben (28) der Steuerventile (19, 20, 21) in eine Zwischenstellung schiebt, in der jeweils beide Leitungen zu den Zylindern der hydraulischen Antriebe abgesperrt sind, und daß der Steuerkolben (28) mindestens eines Steuerventils über die Zwischenstellung hinaus in eine Stellung verschiebbar ist, in der der Schwenkarm in eine das Lastmoment verringernde Stellung gebracht werden kann.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bei Überlast einen Überdruck aufweisende Zylinder (9) des ersten hydraulischen Antriebs mit dem hydraulischen Sicherheitsventil

(24) verbunden ist, daß der Kolben des hydraulischen Sicherheitsventils (24) bei Überdruck gegen die Kraft einer Rückstellfeder (60) verschiebbar ist und in der Verschiebeendlage einen Auslaß für das Druckmedium freigibt, der über eine Steuerleitung

(25) mit den Zylindern (26) der Verstellkolben (45) für die Steuerkolben (28) in Verbindung steht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellkolben (45) in der Zwischenstellung der Steuerkolben (28) an einem Anschlag oder am Zylinderende anliegen und der Steuerkolben bei seiner Weiterbewegung in die Verschiebeendlage relativ zum Verstellkolben (45) bewegbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstellkolben (45) koaxial zum Steuerkolben (28) angeordnet ist, die einander zugekehrten Kolbenenden bei der Verschiebung des Steuerkolbens (28) in die Zwischenstellung aneinander anliegen und der hydraulische Druck an dem vom Steuerkolben (28) abgewandten Ende des Verstellkolbens (45) angreift.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstellkolben (66) hülsenförmig ausgebildet und längsverschiebbar am Steuerkolben (28) gelagert ist, wobei ein nach innen ragender Ansatz oder Bund (67) des Verstellkolbens (66) eine am Steuerkolben (28), insbesondere am freien Steuerkolbenende angebrachte Verdickung (65) hintergreift, und daß der hydraulische Druck an der bzw. einer gegen den Steuerkolben weisenden Fläche des Verstellkolbens angreift.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei am Steuerkolben (28) zwischen zwei im Abstand voneinander gelegenen Anschlägen verschiebbaren Federtellern (40, 41) eine Druckfeder (42) angeordnet ist, jeder Federteller in der Zwischenstellung des Steuerkolbens an einem der Kolbenanschlage und gleichzeitig auch an je einem gehäusefesten Anschlag anliegt, wobei der Abstand der Federteller etwa dem Hub des Verstellkolbens entspricht