DE2219349C3

DE2219349C3 - Vorrichtung zum Verhindern des Kippens oder Nickens eines Auslegerkrans

Info

Publication number: DE2219349C3
Application number: DE19722219349
Authority: DE
Inventors: Harald Dipl.-Ing. 7505 Ettlingen Kauer; Knud Dipl.-Ing. Overlach; Ludwig Dr. Pietzsch
Original assignee: Individual
Current assignee: Dr-Ing Ludwig Pietzsch & Co 7505 Ettlingen GmbH
Priority date: 1972-04-20
Filing date: 1972-04-20
Publication date: 1974-09-05
Also published as: DE2219349B2; DE2219349A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ver-

hindern des Kippens oder Nickens eines Auslegerkrans oder anderer im Betrieb zum Kippen oder Nikken neigender Einrichtungen, bei der ein bewegbares Teil an dem Auslegerkran derart angeordnet ist, daß das Moment des bewegten Teils dem Kippen oder

*5 Nicken entgegenwirkt, wobei das bewegte Teil mindestens in dem durch ein vorgegebenes Mindest-Nick- oder Kippmoment belasteten Zustand der Einrichtung angetrieben ist.

Es sind Ühcrlastsicherungen für Auslegerkrane be-

kanntgeworden, die beim Überschreiten einer vorgegebenen zulässigen Belastung des Auslegerkrans ein Abschaltsignal für den Kran auslösen. Solche Überlastsicherungen umfassen gewöhnlich Meßvorrichtungen für eine Bclastungsgröße und für die geometri-

sehe Stellung des Auslegers. Die mit diesen Meßvorrichtungen erfaßten Größen werden zur Bildung einer Ist-Belastungsgröße zusammengefaßt und mit der Soll-Belastungsgröße verglichen. Bei Übereinstimmung dieser beiden Belastungsgrößen wird ein

Überlastsignal, z. B. ein Abschaltsignal ausgelöst. Bei Auslegerkranen mit einer größeren Anzahl von Ausrüstungszuständen oder mit sehr vielen Auslegerlängenbereichen, z. B. bei Teleskopkranen, variieren die zulässigen Belastungsgrößen mit der Ausladung des

Auslegers. Es müssen also eine Vielzahl von zulässigen Belastungsgrößcn für jede Ausladung gebildet werden, mit denen dann die gemessene Ist-Belastungsgröße verglichen werden muß. Dies führt zu einem großen Bauaufwand. Die bekannten Überlastsiso cherungen sollen damit ausgerüstete Auslegerkrane außer vor einem Kippen gegen eine mechanische Überlastung der Kranbauteile schützen.

Ein weilerer die Standsicherheit eines Auslegerkrans gefährdender Belastungszustand stellt das Pendein der Last dar. Hierbei wird auf Grund der Pendelschwingungen die Ausladung periodisch zwischen zwei Werten verändert. Auch eine solche Beanspruchung kann ein Kippen eines Auslegerkrans herbeiführen, weil die zulässige Last bei größeren Ausladungen kleiner ist und deshalb die pendelnde Last bei ihrem größten Ausschlag von der Kranabstützung weg in einen unzulässigen Lastbereich kommen kann.

Es ist ferner denkbar, daß der den Kran abstützende Untergrund nachgibt und ein Kippen eines auch mit

einer herkömmlichen Überlastsicherung ausgerüsteten Krans einleitet.

Kipp- oder Nickbewegungen können nachteilig auch bei Einrichtungen sein, die im Betrieb praktisch

kaum umkippen können. Es kann sich dabei um geländegängige Fahrzeuge wie Radlader handeln. Die Fahrgeschwindigkeit solcher nur über ihre Reifen abgefederter Radiader im Gelände ist wegen der dabei möglichen Nickschwingungen, die zu einem unbeabsichtigten Entladen führen können sehr begrenzt. Es besteht deshalb ein Bedürfnis, die Nickschwingungen solcher Einrichtungen oder Fahrzeuge herabzusetzen.

Es ist eine Vorrichtung der zu Anfang beschriebenen Gattung zum Verhindern des Kippens oder Nikkens eines Auslegerkrans bekanntgeworden, bei der ein bewegbares Teil an dem Ausleger derart angeordnet ist, daß das Moment des bewegten Teils dem Kippen entgegenwirkt, wobei das bewegte Teil mindestens in dem durch ein vorgegebenes Mindest-Nick- oder Kippmoment belasteten Zustand der Einrichtung angetrieben ist (österreichische Patentschrift 292 259). Dabei ist das bewegte Teil ein Schwingungserreger in Gestalt eines geger'äufigen Unwuchterregers, welcher dem Kippmoment in Abhängigkeit von der Zeit periodisch ein nach Größe und Vorzeichen wechselndes Kippmoment überlagert. Zu bestimmten Zeitpunkten wird das statische Kippmoment durch das überlagerte Kippmoment vergrößert. Wenn das Gesamtkippmoment sich in der Größenordnung des kritischen Kippmoments befindet, wird dadurch vorzeitig ein Signal zum Auslösen einer dem Kippen entgegengesetzten Bewegung oder ein sonstiges Überlastsignal ausgelöst. Die bekannte Vorrichtung löst also bereits eine Aktion gegen ein Kappen oder ein Überlastsignal ams, wenn das zulässige Kippmoment des Krans allein noch nicht erreicht ist. Außerdem ist die bekannte Vorrichtung durch den Bedarfeiner Reihe von Zusatzaggregaten, darunter einer zusätzlichen Vorrichtung zum Bewirken einer Rückstellbewegung, aufwendig.

Bei einer Vorrichtung nach der Erfindung ist zur Vermeidung der beschriebenen Nachteile vorgesehen, daß das bewegte Teil von einer Schwungmasse gebildet ist, dereine Bremsvorrichtung zugeordnet ist, deren zum Abbremsen der Schwungmasse aufzubringendes Bremsmoment an der Einrichtung abgestützt ist, und daß eine Steuer- oder Regelvorrichtung vorgesehen ist, welche bei Einleitung des Kipp- oder Nickvorganges ein Signal zum Betätigen der Bremsvorrichtung abgibt.

Die Vorrichtung nach der Erfindung arbeitet nach einem aktiven Prinzip, denn sie bringt bei Einleitung des Kipp- oder Nickvorganges ein aktives Gegenmoment auf, das ein eventuell vorhandenes Trägheitsmoment^. B. das durch das Gegengewicht eines Auslegerkrans erzeugte Moment, aktiv kurzzeitig unterstützt und einen Kran bei bereits eingeleitetem Kippvorgang wieder in seine Standstellung zurückführt.

Die Vorrichtung nach der Erfindung stellt eine vorteilhafte Ergänzung der herkömmlichen Überlastsicherungen zur Bildung eines «aktiven« Schutzes gegen ein Kippen des Krans dar.

Bei Anwendung auf eine /um Nicken neigende Einrichtung, wie einen Radlader, erzeugt die Vorrichtung nach der Erfindung jeweils bei Einleitung einer Nickbewegung ein Gegenmoment, das die Nickbewejiung verhindert oder verringert. Dadurch lassen sich Nickschwingungen des Radladers bei Fahrt im Gelände weitgehend so verhindern, daß mit der durch die Motorleistung möglichen größten Fahrgeschwindigkeit im Gelände gefahren werden kann.

Das durch Abbremsen der Schwungmasse hervorgerufene, dem Kipp- oder Nickmoment entgegenwirkende Moment wird nur so lange benötigt, bis der Kipp- oder Nickvorgang ausgeglichen und die Normallage des Auslegerkrans oder einer anderen Einrichtung wiederhergestellt ist. In Weiterbildung der Erfindung wird daher die Bremsvorrichtung nach Ausgleichen des Kipp- oder Nickvorganges gelöst. Das Gegenmoment braucht also nur für eine vergleichsweise kurze Zeitspanne aufgebracht zu werden. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß Schwungmasse u:-d Bremsvorrichtung an dem am Oberwagen befestigten statischen Gegengewicht des Auslegerkrans angeordnet sind.

Das statische Gewicht der aus Schwungmasse und Bremsvorrichtung gebildeten Baueinheit vergrößert hierbei das am Kran stets vorgesehene statische Gegengewicht. Dieses statische Gegengewicht kann bei einem mit der Vorrichtung nach der Erfindung ausgerüsleien Kran kleiner als bisher sein, weil mit der Vorrichtung nach der Erfindung kurzzeitig ein sehr großes, das statische Gegengewichtsmoment weit überschreitendes Gegenmoment erzeugt werden kann. Die Steuer- oder Regelvorrichtung löst das Si-

»5 gnal zum Betätigen der Bremsvorrichtung beim Abheben vom Untergrund der dem Gegengewicht benachbarten und von der Spitze des Auslegers entfernten Abstützungen des Auslegerkrans aus.
Insbesondere bei Anwendung der Vorrichtung nach der Erfindung zum Verhindern des Nickens einer fahrbaren Einrichtung, wie eines Radladers, deren Aufbau gegenüber dem die Räder od. dgl. tragenden Rahmen Nickbewegungen ausführen kann, ist die Vorrichtung zum Abgeben des Signals zum B^tätigen der Bremsvorrichtung als Regelvorrichtung ausgebildet, die als Sollwert eine raumfeste Lage, z. B. die Horizontallage des Aufbaus erhält und bei Abweichung des Aufbaus von dieser Soll-Lage das Signal zur Betätigung der Bremsvorrichtung abgibt. Dabei ist zweckmäßig, wenn für jede Nickbewegungsrichtung eine Schwungmasse mit einer eigenen Bremsvorrichtung vorgesehen ist und die beiden Schwungmassen gegenläufig angetrieben sind.

Die Ausbildung der ein Signal abgebenden Vorrichtung als Regelvorrichtung kann aber auch bei der Anwendung der Vorrichtung als aktive Kippsicherung bei einem Auslegerkran zweckmäßig sein.

Die Bremsvorrichtung kann von einer Reibungsbremse, einem hydraulischen Retarder nach dem Föttinger-Prinzip, einer elektrischen Wirbelstrombremse oder einer anderen Bremse gebildet sein.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Bremsvorrichtung eine mit der Schwungmasse umlaufende Bremsscheibe und einen an der Einrichtung abgestützten Bremssattel von bei Fahrzeugscheibenbremsen üblicher Bauart umfaßt. Mit der so ausgestalteten Bremsvorrichtung können bei kürzester Verzugszeit sehr große und von der Drehzahl der Schwungmasse unabhängige und deshalb genau definierte Momente aufgebracht werden. Die Drehzahl-Unabhängigkeit der Momente ist darin begründet, daß die Reibwerte der meisten Festkörper-Reibpaarungen geschwindigkeitsuriabhängig sind.

Es ist vorteilhaft, wenn die Schwungmasse vergleichsweise klein ist und mit hoher Drehzahl, z.B. über einen elektrischen Getriebemotor, angetrieben wird. Auf Grund der hohen Drehzahl lassen sich bei

geringem Aufwand an Bauraum für die Schwungmasse sehr große Bremsmomentc erzielen.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand schematiächer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel in Anwendung bei einem Auslegerkran näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht einen mit der Vorrichtung ausgerüsteten Auslegerkran in seiner normalen Standstellung;

F i g. 2 zeigt den Auslegerkran nach F i g. 1 in einer Draufsicht, und

F i g. 3 zeigt den Auslegerkran in derselben Ansicht wie Fig. 1 in stark übertriebener Darstellung des Kippwinkels bei beginnendem Kippen.

Der Auslegerkran nach den Figuren umfaßt einen Oberwagen 1, der in üblicher Weise über einen Drehkranz 2 auf dem Unterwagen 3 gelagert ist. Der Unterwagen 3 ist auf Rädern 4 fahrbar und im Betrieb über ausfahrbare Stützen 5 und 6 am Untergrund 7 abstützbar.

Am Oberwagen 1 ist bei 8 ein Teleskopausleger 9 angelenkt, an dessen Spitze 10 eine Last Q angehängt ist. Die vertikale Wirkungslinie der Last Q hat von der vorderen Abstützung 6 des Auslegerkrans, die sich an der Stelle P gegenüber dem Untergrund abstützt, einen Abstand a.

An dem vom Ausleger 9 abgewandten Ende des Oberwagens 1 ist ein Gegengewicht G befestigt. Im oder am Gegengewicht ist eine Schwungmasse 11 drahbar gelagert und über einen Getriebemotor 12 in Richtung des Pfeiles 13 (Fig. 1) antreibbar. Konzentrisch mit der Schwungmasse 11 läuft eine Bremsscheibe 14 um, deren äußeren Umfang ein an dem Gegengewicht G befestigter Bremssattel IS umgreift. Bei dem Brcmssattcl kann es sich, wie dargestellt, um einen Festsattel mit hydraulich betätigbaren gegenläufigen Kolben handeln, wie sie von Kraftfahrzcug-Tcilbclagschcibenbrcmsen her bekannt sind. Die Wirkungslinie des aus der Schwungmasse 11 und dem Gegengewicht G gebildeten Gesamtgewichtes S hat von dem Abstülzpunkt P bei der vorderen Stütze 6 den Abstand b.

Normalerweise ist das Standmoment S b größer als das Kippmoment Q a. Wenn das Kippmoment jedoch auf Grund zu großer Belastung und/oder Ausladung überwiegt, wird ein Kippen des Krans um die vordere Abstützung 6 bei P eingeleitet. Durch Erfassen dieser Abhebung, beispielsweise bei Erreichen ei-

»° nes bestimmten Abhebweges χ oder bei Erreichen eines bestimmten Winkels φ \on Kranunter- und -oberwagen gegenüber der Unterlage 7 (s. Fig. 3) wird ein Signal ausgelöst, welches die Betätigungsvorrichtung der Bremse, z. B. durch Aufbringen eines hydraulischcn Druckes auf die gegenläufigen Kolben im Brcmssattel 15. auslöst. Hierdurch wird ein dynamisches Bremsmoment M_Br aufgebracht, welches das statische Moment S ■ b weit übertreffen kann und wie dieses entgegen dem Kippmoment Q α wirkt. Dieses

ίο Moment ist in Fig. 3 entsprechend den Regeln der Statik zu dem Abstützpunkt P verschoben dargestellt. Das Moment M_Br bewirkt, daß der Auslegerkran wieder in seine Standstellung zurückgeführt wird. Gleichzeitig mit der Betätigung der Bremsvorrichtung kann

*5 durch den das Abheben der Abstützung 5 signalisierenden Signalgeber ein Abschaltsignal für den Kran ausgelöst werden. Nach dem Zurückkippen des Krans in seine Standlagc wird die Bremse - vorzugsweise selbsttätig - wieder gelöst.

Die Schwungmasse 11 braucht nur angetrieben zu sein, wenn der Kran in einem gefährlichen Bereich arbeitet, z.B. besonders schwere Lasten hebt.

Die Schwungmasse 11 kann zum Schutz gegen äußere Einflüsse verkapselt ausgeführt sein und zusammen mit der Bremsvorrichtung 14, 15 außer am Gegengewicht G auch an einem beliebigen anderen Ort des Oberwagens 1, am Unterwagen 3 oder am Ausleger 9 angeordnet sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Verhindern des Kippens oder Nickens eines Auslegerkrans oder anderer im Betrieb zum Kippen oder Nicken neigender Einrichtungen, bei der ein bewegbares Teil an dem Auslegerkran derart angeordnet ist, daß das Moment des bewegten Teils dem Kippen oder Nicken entgegenwirkt, wobei das bewegte Teil mindestens in dem durch ein vorgegebenes Mindest-Nick- oder Kippmoment belasteten Zustand der Einrichtung angetrieben ist, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegte Teil von einer Schwungmasse (11) gebildet ist, der eine Bremsvorrichtung (i4, 15) zugeordnet ist, deren zum Abbremsen der Schwungmasse aufzubringendes Bremsmoment (M_Br) an der Einrichtung abgestützt ist, und daß eine Steuer- oder Regelvorrichtung vorgesehen ist, weiche bei Einleitung des Kipp- oder Nickvorganges ein Signal zur Betätigung der Bremsvorrichtung abgibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsvorrichtung (14, 15) nach Ausgleichen des Kipp- oder Nickvorganges gelöst wird.

3. Vorrichtung für einen Auslegerkran nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit idem Betätigungssignal für die Bremsvorrichtung (14. 15) ein Abschaltsignal für den Auslegerkran ausgelöst wird.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß Schwungmasse (11) und Bremsvorrichtung (14, 15) an dem am Oberwagen (1) befestigten statischen Gegengewicht (G) des Auslegerkrans angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- oder Regelvorrichtung das Signal zum Betätigen der Bremsvorrichtung beim Abheben vom Untergrund der dem Gegengewicht (G) benachbarten und von der Spitze (10) des Auslegers (9) entfernten Abstützungen (5) des Auslegerkrans auslöst.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- oder Regelvorrichtung als Ist-Wertgeber einen den Abstand (x) zwischen den dem Gegengewicht (G) benachbarten Abstützungen (5) und dem Untergrund (7) erfassenden Meßgeber aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- oder Regelvorrichtung als Ist-Wertgeber einen die Winkelabweichung (φ) des Aufbaus der Einrichtung gegenüber dessen Normallage erfassenden Meßgeber aufweist.

8. Vorrichtung zum Verhindern des Nickens einer fahrbaren Einrichtung, deren Aufbau gegenüber dem die Räder od. dgl. tragenden Rahmen Nickbewegungen ausführen kann, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelvorrichtung als Sollwert eine raumfeste Lage, z. B. die Horizontallage des Aufbaus, erhält und bei Abweichung des Aufbaus von dieser Soll-Lage das Signal zur Betätigung der Bremsvorrichtung abgibt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Nickbewegungsrichtung eine Schwungmasse mit einer eigenen Bremsvorrichtung vorgesehen ist und daß die beiden Schwungmassen gegenläufig angetrieben sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsvorrichtung (14, 15) eine mit der Schwungmasse (11) umlauünde Bremsscheibe (14) und einen an der Einrichtung abgestützten Bremssattel (15) von bei Fahrzeugscheibenbremsen üblicher Bauart umfaßt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis K!,dadurchgekennzeichnet,daß die Schwungmasse (11) vergleichsweise klein ist und mit hoher Drehzahl angetrieben ist.