DE2232536C3

DE2232536C3 - Überlastsicherung für Auslegerkrane, insbesondere Teleskopkrane

Info

Publication number: DE2232536C3
Application number: DE2232536A
Authority: DE
Inventors: Shin-Itsu Takamatsu Shinohara
Original assignee: Tadano Ironworks Coltd Takamatsu Jp
Current assignee: Tadano Ironworks Coltd Takamatsu Jp
Priority date: 1971-07-06
Filing date: 1972-07-03
Publication date: 1982-11-04
Also published as: US4039084A; DE2232536B2; DE2232536A1; SE390159B; AU4403072A; GB1402602A; FR2144815A1; AU476170B2; SU793371A3; FR2144815B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Überlastsicherung für Auslegerkrane, insbesondere Teleskopkrane, mit einem einerseits am Oberwagen und andererseits am Grundausleger angelenkten druckmittelbetätigten Wippzylinder und mit einer Meßeinrichtung zum Messen der über den Wippzylinder geleiteten Last

Bei einer bekannten Überlastsicherung dieser Art (DE-PS 12 76 307) wird der Druck des im Wippzylinder wirksamen Druckmittels auch einem Meßzylinder mit einem Meßkolben zugeführt, der ein Schaltglied bewegt und einen Schalter für den Antrieb desjenigen Arbeitsgeräts stillsetzt, durch dessen Bewegung der jeweils zulässige Höchstwert des Lastmotors erreicht wird. Die bekannte Überlastsicherung zeigt einen komplizierten Aufbau und ergibt insbesondere wegen der dem Meßsystem anhaftenden Hysterese keine genauen Messungen. Das rechtzeitige Abschalten beim Erreichen einer Grenzstellung ist daher nicht immer sichergestellt

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Überlastsicherung von einfachem Aufbau zu schaffen, die hysteresefrei arbeitet und eine Anzeige ergibt, die das Erreichen einer Grenzlage stets mit Sicherheit erkennen läßt

Zur Lösung dieser Aufgabe ist nach der Erfindung vorgesehen, daß die Meßeinrichtung die unter der Last auftretende Formänderung der Kolbenstange unmittelbar mißt.

Bei der Überlastsicherung gemäß der Erfindung wird also eine ohnedies vorhandenes Bauteil für die Ermittlung der jeweiligen Belastung verwendet Dadurch ergibt sich ein sehr einfacher Aufbau der Meßeinrichtung, die außerdem hysteresefrei arbeitet. Es ist somit mit einfachen Mitteln die Gewähr gegeben, daß der zu der Meßeinrichtung gehörende Meßwertgeber die jeweils vorhandene Belastung des Wippzylinders gleichbleibend genau ermittelt und beim Erreichen einer Grenzbelastung das Entstehen einer gefährlichen Situation mit Sicherheit erkennbar gemacht wird. Mit der Einfachheit der Konstruktion wird ferner eine lange Lebensdauer der Oberlastsicherung erreicht

Vorzugsweise soll die Meßeinrichtung mindestens einen Dehnungsmeßstreifen umfassen, der auf der 5 Oberfläche eines der im Kraftweg liegenden starren Bauteile, insbesondere der Kolbenstange angebracht ist Dehnungsmeßstreifen sind bei Hebezeugen, z. B. zum Ermitteln einer an einem Kranhaken hängenden Last, an sich bekannt (DE-PS 9 65 076). Hierbei handelt es sich um ein von dem Kran unabhängiges Gerät Ferner ist nach einem nicht zum Stand der Technik gehörenden Vorschlag (DE-PS 20 04 041) bei einer Überlastsicherung für Auslegerkrane, insbesondere Teleskopkrane, mit einer Druckmeßdose zum Erfassen der Last, die in den Kraftweg vom Oberwagen über den Wippzylinder zum Grundausleger eingeschaltet ist, die Druckmeßdose In die Kolbenstange des Wippzylinders eingeschaltet Bei diesem älteren Vorschlag ist also die vom Kolben zum Grundausleger führende Verbindung durch eine Druckmeßdose unterbrochen, womit die Belastbarkeit der Kolbenstange wegen der verringerten Knickfestigkeit herabgesetzt ist

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert Es zeigt F i g. 1 in einer Seitenansicht einen Kran mit einem dreiteiligen ein- und ausfahrbaren Ausleger, der auf einem Kraftfahrzeug angeordnet ist,

Fig.2 in einer graphischen Darsteilung mehrere Kennlinien des Krans nach Fig. 1, aus denen die Beziehung zwischen der Ausladung des Krans und der

hochstzulässigen Belastung des Auslegers ersichtlich ist

F i g. 3 in einer weiteren graphischen Darstellung für

den Kran nach F i g. 1 geltende Kurven, welche die

Beziehung zwischen dem Neigungswinkel des Ausle-

gers und der höchstzulässigen Belastung des Auslegers

darstellen,

Fig.4 in einer Seitenansicht einen hydraulischen Hubstößel zum Heben und Senken des Auslegers bei dem Kran nach F i g. 1,

Fig.5 in einer graphischen Darstellung in Form mehrerer Kurven die Beanspruchung des hydraulischen Hubstößels in Richtung seiner Längsachse, aus der die Beziehung zwischen dem Neigungswinkel des Auslegers und dem Ausgangssignal zum Ermitteln der Beanspruchung erkennbar ist,

Fig.6 in einem größeren Maßstab die Vorderseite eines Teils des Krans nach F i g. 1 in Verbindung mit einer Ausführungsform einer Anordnung von Funktionspotentiometern, die einen Bestandteil einer Sicheso rungseinrichtung bilden.

In F i g. 1 ist ein Kran mit einem Ausleger gezeigt, der sich aus mehreren teleskopartig aus- und einfahrbaren Auslegerteilen zusammensetzt Eine Grundplatte 21 des Krans ist auf einem Kraftwagen 22 so angeordnet daß sich der Kran um eine senkrechte Achse um 360° drehen läßt Soll der Kran benutzt werden, wird das Kraftfahrzeug 22 mit Hilfe von vier Stützen 23 zusammen mit der Grundplatte 21 so angehoben, daß die Hauptebene der Grundplatte 21 eine waagerechte Lage einnimmt. Auf der Grundplatte 21 ist ein dreiteiliger aus- und einfahrbarer Ausleger 24 montiert, der sich um eine auf der Grundplatte 21 angeordnete waagerechte Lagerachse 25 nach oben und unten schwenken läßt. Zu dem Ausleger 24 gehören ein nicht verlängerbarer Grundausleger 26 sowie zwei teleskopartig aus- und einschiebbare Auslegerteile 27 und 28, die in der üblichen Weise mit Hilfe von nicht dargestellten hydraulischen Stößeln aus- und eingefahren werden

können, wobei diese Stößel in dem Ausleger zwischen je zwei einander benachbarten Auslegerteilen angeordnet sind; somit ist es möglich, die Gesamtlänge / des Auslegers 24 zu variieren.

Soll der Ausleger 24 um die waagerechte Achse 25 nach oben geschwenkt werden, wird ein hydraulischer Wippzylinder 20 betätigt, dessen Zylinder 29 mit der Grundplatte 21 an seinem unteren Ende durch einen Lagerbolzen 30 gelenkig verbunden ist, während die zugehörige Kolbenstange 32 an ihrem oberen Ende durch eben Bolzen 34 gelenkig mit einem Lagerbock 33 verbunden ki, der an dem Grundausleger 26 befestigt ist, so daß es möglich ist, den Neigungswinkel θ des Auslegers 24 durch Aus- und Einfahren der Kolbenstange 32 gegenüber dem Zylinder 29 zu variieren. Gemäß F i g. 1 trägt der Ausleger 24 eine zu hebende Last W mittels eines Drahtseils 35.

Wie erwähnt, bestehen bei einem Kran der in F i g. 1 gezeigten Art mit einem ausschiebbaren Ausleger bestimmte Beziehungen zwischen der Gesamtlänge / des Auslegers, dem Neigungswinkel θ des Auslegers und dem Gewicht der durch den Ausleger unterstützten Last W, und diese Beziehungen müssen berücksichtigt werden, wenn ein Umstürzen und/oder Zusammenbrechen des Krans verhindert werden solL Somit ist es bei einem solchen Kran in der üblichen Weise möglich, die zulässigen Grenzwerte durch Kennlinien oder Kurven darzustellen, aus denen die Beziehungen zwischen den drei genannten Faktoren ersichtlich sind. Im vorliegenden Fall wird aus Gründen der Vereinfachung nicht mit dem Neigungswinkel θ des Auslegers, sondern mit der Ausladung R nach F i g. 1 gearbeitet. In F i g. 2 und 3 sir.d als Beispiel zwei Arten von Kennlinien dargestellt, die für den Kran nach F i g. 1 gelten. In F i g. 2 und 3 stellen die Kurven L1, L 2 und L 3 jeweils die höchstzulässigen Werte Wm der Last W für den Fall dar, daß der Ausleger 24 vollständig eingezogen ist bzw. daß der zweite Auslegerteil 27 bzw. sowohl der zweite Auslegerteil als auch der dritte Auslegerteil 28 vollständig ausgefahren ist; somit sind aus F i g. 2 und 3 die Beziehungen zwischen der Ausladung R und der höchstzulässigen Last Wm bzw. zwischen dem Neigungswinkel θ des Auslegers und der höchstzulässigen Last IVm ersichtlich. Die hochstzulässigen Werte für die Last Wm, die durch diese Kurven oder Kennlinien dargestellt werden, müssen so berechnet sein, daß ein Umstürzen und/oder Zusammenbrechen des Krans mit Sicherheit vermieden wird. Der Kran arbeitet im gefahrlosen Bereich, solange die Last W bei der Ausladung R bzw. dem Neigungswinkel θ und der >o wirksamen Länge / des Auslegers unter dem höchstzulässigen Wert Wm liegt.

Um den Bereich zu überwachen, in dem der Kran bei der jeweiligen Last und bei sich ändernder Ausladung des Auslegers arbeitet, wird die Kraft Fund damit die 5, Beanspruchung (Fig. 1), die auf den hydraulischen Wippzylinder 20 in Richtung seiner Längsachse wirkt, und die sich in Abhängigkeit von Änderungen des auf den Ausleger 24 aufgebrachten Moments verändert, ermittelt Diese Beanspruchung wird bei dem in Frage kommenden Wert der wirksamen Länge /des Auslegers bzw. des Neigungswinkels θ des Auslegers mit einem vorher festgelegten zulässigen Grenzwert der Beanspruchung verglichen und ein Warnsignal erzeugt, wenn der Grenzwert erreicht wird.

F i g. 4 zeigt eine Meßeinrichtung 36a. die dazu dient, die Kraft F zu ermitteln. Zu der in F i g. 4 gezeigten Anordnung 36a zum Ermitteln der Kraft Fgehören vier Paare von Dehnungsmeßstreifen 37 und 38, die in Umfangsabständen von 90° verteilt und an der Umfangsfläche der Kolbenstange 32 befestigt sind. Die Dehnungsmeßstreifen 37 ermitteln die Beanspruchung der Kolbenstange 32 in Richtung der Langsachse des Wippzylinders 20, während die Dehnungsmeßstreifen 38 die Beanspruchung der Kolbenstange quer zur Längsachse des Wippzylinders ermitteln, um die Meßfehler der Dehnungsmeßstreifen 37 zu korrigieren, die auf die Poissonsche Zahl und Änderungen der Umgebungstemperatur zurückzuführen sind. Die Einrichti yig 36a, zu der die Dehnungsmeßstreifen 37 und 38 gehören, ermöglicht somit ein genaues und zuverlässiges Messen der Kraft F. Dazu sind die Dehnungsmeßstreifen zu einer Brückenschaltung vereinigt.

Die zum Ermitteln der Beanspruchung dienende Meßeinrichtung 36a ist so ausgebildet, daß sie ein elektrisches Signal in Abhängigkeit von der nachgewiesenen Kraft F erzeugt, die sich ihrerseits nach dem auf den Ausleger 24 wirkenden Moment richtet In F i g. 5 ist als Beispiel die Beziehung zwischen dem Neigungswinkel θ des Auslegers und einem höchsten zulässigen Ausgangssignal Vp der genannten Meßeinrichtung dargestellt Das Signal Vp entspricht der höchstzulässigen Beanspruchung des Wippzylinders 20 in Richtung seiner Längsachse infolge des auf den Ausleger 24 wirkenden Moments. In Fig.5 gelten die Kurven Ml, M2 und MZ für die höchstzulässigen Werte des Ausgangssignals Vp für den Fall, daß der Ausleger 24 vollständig eingefahren ist bzw. daß der zweite Auslegerteil 27 vollständig ausgefahren ist bzw. daß sowohl der zweite Auslegerteil 27 als auch der dritte Auslegerteil 28 vollständig ausgefahren ist

F i g. 6 zeigt mehrere Funktionspotentiometer 52,53 und 54 sowie ein weiteres Funktionspotentiometer 55. Diesen vier Potentiometern sind bewegliche Kontakte 52a, 53a, 54a und 55a zugeordnet, die mit der Lagerachse 25 am unteren Ende des Auslegers 24 fest verbunden sind, so daß sie sich synchron mit jeder Aufwärts- oder Abwärtsschwenkbewegung des Auslegers bewegen und die Stellung dieser Kontakte jeweils dem Neigungswinkel θ des Auslegers entspricht. Ferner sind die Funktionspotentiometer 52,53 und 54 so eingestellt, daß jedes von ihnen in Abhängigkeit von der Bewegung des zugehörigen Bewegungskontaktes 52a bzw. 53a bzw. 54a ein elektrisches Signal erzeugt, das dem entsprechend der jeweiligen Beanspruchung verringerten oder umgewandelten Wert des höchstzulässigen Moments bei jedem Neigungswinkel θ der Auslegerteile 26, 27 und 28 im vollständig ausgefahrenen Zustand entspricht. Mit anderen Worten, die den Auslegerteilen 26,27 und 28 zugeordneten Funktionspotentiometer 52,53 und 54 geben elektrische Signale Vp ab, die in F i g. 5 durch die Kurven M1, M2 und MZ dargestellt sind und sich nach der jeweiligen Winkelstellung der Kontakte 52a, 53a und 54a richten. An das Potentiometer 55 ist eine nicht dargestellte Einrichtung zum Anzeigen des Neigungswinkels θ angeschlossen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Oberlastsicherung für Auslegerkrane, insbesondere Teleskopkrane, mit einem einerseits am Oberwagen und andererseits >am Grundausleger angelenkten druckmittelbetätigten Wippzylinder und mit einer Meßeinrichtung zum Messen der über die Kolbenstange des Wippzylinders geleiteten Last, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (36a) die unter der Last auftretende Formänderung der Kolbenstange (32) unmittelbar mißt

2. Oberlastsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung mindestens einen Dehnungsmeßstreifen (37,38) umfaßt, der auf der Oberfläche der Kolbenstange (32) angebracht ist

3. Überlastsicherung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Oberfläche der Kolbenstange (32) angebrachten Dehnungsmeßstreifen in an sich bekannter Weise zwei Gruppen umfassen, und daß die Meßstreifen der einen Gruppe (37) in Längsrichtung, die der anderen Gruppe (38) in Umfangsrichtung der Kolbenstange (32) befestigt sind.