DE2343941A1

DE2343941A1 - Mit einer ueberlastwarn- oder abschalteinrichtung ausgestattetes hebezeug, wie kran od. dgl., insbesondere hydraulikbagger

Info

Publication number: DE2343941A1
Application number: DE19732343941
Authority: DE
Inventors: Heino Pick
Original assignee: Rheinstahl AG
Current assignee: Rheinstahl AG
Priority date: 1973-08-31
Filing date: 1973-08-31
Publication date: 1975-03-13

Description

Rheinsfahl Aktiengesellschaft Hanomag Baumaschinen, 3(XX) Hannover

Mit einer Überlastwarn- oder Abschalteinrichtung ausgestattetes Hebezeug, wie Kran od. dgl., insbesondere Hydraulikbagger

Die Erfindung betrifft ein mit einer Überlastwarn- oder Abschalteinrichtung ausgestattetes Hebezeug, wie Kran od. dgl., insbesondere Hydraulikbagger.

Bekannte Überlastwarneinrichtungen gehen allein von der jeweiligen Winkelstellung des Schwenkarmes aus und ermitteln daraus einen Grenzdruck, bei dessen Überschreitung eine Signal- oder Abschaltvorrichtung anspricht. Der Mangel solcher Einrichtungen besteht in der außerordentlichen großen Schwankungsbreite in Bezug auf den Grenzdruck, was zur Folge hat, daß die Tragfähigkeit des jeweiligen Arbeitsgerätes nicht voll ausgenutzt werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zu schaffen ,die es gestattet, die Tragfähigkeit des Arbeitsgerätes voll auszunutzen ohne die Standsicher he it des Gerätes zu gefährden.

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Dieses wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß ein mit einer Überlastwarn- oder Abschalteinrichtung ausgestattetes Hebezeug, wie Kran od. dgl. insbesondere Hydraulikbagger mit einem auf- und abschwenkbaren Werkzeugsfiel tragenden Ausleger und einem mittels eines Hubz/linders auf- und abschwenkbaren, den Ausleger tragenden Schwenkarm, wobei am freien Ende des Stiels ein Lastmeßgerät, am Ausleger ein Winkelmeßgerät und am Hubzylinder ein Druckmeßgerät vorgesehen ist und die Meßgeräte mit einem auf bestimmte Betriebsdaten vorprogrammierte Rechenschaltwerk und Über dieses mit der Signal- oder Abschalteinrichtung verbunden ist, wobei im Rechenschaltwerk der für die jeweilige Last- und Winkelstellung zulässige Grenzwert ermittelt und in das mit dem Hubzylinder verbundene Druckmeßgerät zur Einstellung des Grenzdruckes gegeben wird, bei dessen Überschreitung das Signal- oder Abschaltgerät anspricht. Zusätzlich wird nach ein Meßgerät für die Messung der Längs- und Queranordnung das Fahrzeugunterwagens vorgesehen und an das Rechenschaltwerk angeschlossen. Weiterhin wird ein Meßgerät fUr die Winkelstellung zwischen Fahrzeugunter- und oberwagen vorgesehen und an das gemeinsame Rechenschaltwerk angeschlossen.

Der &findungsgedanke, der die verschiedensten Ausführungsmö§lichkeiten zuläßt ist in einem Ausfuhrungsbeispiel anhand von drei schematischen Darstellungen näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 in Seitenansicht einen Hydraulikbagger auf einem ebenen Planum,

Fig. 2 eine Darstellung der an einem solchen Bagger auftretenden Kräfte und

Zi/ Fig. 3 einen Signalflußplan der messenden Kräfte.

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Der in Figur 1 dargestellte Hydraulikbagger besteht aus dem fahrbaren Unterwagen 5 und dem drehbaren Oberwagen A, dem Schwenkarm b, dem Ausleger 7 und dem Stiel 8.

Der Bagger steht auf einem horizontalen Planum PL. Die Schwenkarmlagerung 1 und die Hubzylinderlagerung 2 am Oberwagen 4 werden infolge der Krantrag last Q und des Eigengewichtes G. des Hebegetriebes belastet.

Nach dem Satz der Äquivalenz ebener Kräftegruppen läßt sich die Belastung nach Fig. 1 Überfuhren auf die Belastung nach Fig. 2. Dies erfolgt dadurch, daß die Kräfte Q und G. nach Punkt 1 verschoben und ihre Momente durch das Kräftepaar P . r ersetzt werden. Dabei ist die Kraft P gleich der Größe der Hubzylinderkraft des Hubzylinders 9_# deren Richtung durch die Stellung des Hubzylinders 9 (Winkel ) bestimmt ist.

Der Momentansatz um den Kippunkt O (Fig. 2) ergibt unter Berücksichtigung der freien Verschieblichkeit von Kräftepaaren:

G . (x_K1 +L_G) = P . r - (Q + G_A) . ^₁ - x,) + Ay . ^_{1 +}x_{K2)>
(F ]}}

Hierbei ist G . (xj^. + L_G) = M- _rf = Standmoment. (F 2)

An der Standgrenze wird A=O und die Kraft P im Hubzylinder 91 ( nimmt ihren Grenzwert P_ ein. Folglich gilt an der Standgrenze:

M_Cr J = G(X₁,.+LG) = P-, . r-(Q + G_A) . fcv, ^xi)· (^{F 3})

Stand * iCl Grenz * A' ^vKi - Γ

Mit Einfuhrung der Standsicherheit S:

1 ^M Srtnd -fg ^_{1 +}L_G) = _PGrenz . r - (Q + G_A) (*_K1 .χ,,

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-A-

Auf lösen nach der Hubzylinderkraft P^ fuhrt auf:

P — _J ,

Grenz _ ,

Der senkrecht auf der Hubzylinderkraft P (Hubzylindermittellinie 2 - 3, s. Rg. 1) stehende Radius ist

r = (yl - y2) . cosToC+ $<2 - xl) sin \. (F 6)

Der Grenzdruck im Hubzylinder 9 ist

P-^ = Grenz *. -»

Grenz (F 7)

Nach Einführen von (F 6) und (F 7) in (F 2) und unter Berücksichtigung, daß der zulässige Grenzdruck im Hubzylinder 9 der Schaldruck für eine Warneinrichtung sein soll, wird

^PGrenz = Schalt ⁼\ ' ^G ^Cl ^{+ L}G) ί ® ⁺ ^Gjf ^Azyi. · CCx¹ ~ y% · ^cos0(+ ^² * ^xP^sin Erklärung der verwendeten Kurzzei chent

ρ ρ

Grenz, Schalt; Grenz- bzw. Schaltdruck im Hubzylinder 9 Q : Krantraglast

: Winkelstellung des Hubzylinder 9, siehe Fig. 1 und Rg. 2

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Festliegende Konstruktionsdaten; G : Gewicht des Grundgerätes 4,5 (ohne Schwenkarm 6)

und halber Hubzylinderanteil

G. : Gewicht des Hebegetriebes {Kranhakenaufhängung,

Stiel 8, SHe!zylinder 10, Ausleger 7, Schwenkarm 6, halber Hubzylinderanteil und sonstige zugehörige Kleinteile)

y.. : Koordinaten des Punktes 1 (Schwenkarmlager)

: Koordinaten des Punktes 2 flubzylinderlager am Oberwagen)

^XK1 ^XK2 :s. Fig. 2

G : Entfernung des Grundgerätschwerpunktes von der Drehachse ( y - Achse ) Ay . : Wirksame Kolbenfläche des Hubzylinders 9

Die vorstehend hergeleitete Beziehung (F 8) zeigt, daß der zur Gewährleistung der Standfestigkeit max. zulässige Druck im Hubzylinder 9 außer von den fest vorgegebenen Konstruktionsdaten ausschließlich abhängig ist von der Größe der Krantraglast Q und der Winkelstellung ^ des Hubzylinders 9 $}zw. der in fester Beziehung zu ^x stehenden Ausfahrlänge des Hubzylinders 9 ^Strecke 2-3 in Fig. 1) oder der Winke kiel lung / des Schwenkarmes 6 (Fig. 1).

Die praktische Anwendung der hergeleiteten Beziehung (F 8) sieht so aus:

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Die vom Kranhaken aufgehobene Last Q wird (z.B. mit einer Kraftmeßdose in der Kranhakenaufhängung) gemessen und außerdem die Winkelstellung ■ des Hubzylinders 9 (oder der mit ■ in Beziehung stehenden Größen und 2-3 (Fig. 1) ermittelt. Aus beiden Meßwerten wird unter Anwendung der Beziehung (F 8) (z.B. mit einer elektronischen Schaltung} der Schaltdruck als max. zulässiger Druck im Hubzylinder 9 bestimmt und am Druckschalter eingestellt. Die gemessene Traglast Q kann nun z.B. durch den Stielzylinder 10 bei beliebig montiertem Ausleger 7 so weit verfahren werden, bis der speziell zu deser Last eingestellte Schaltdruck erreicht ist und die Warneinrichtung betätigt, wie dies aus dem Signalflußplan Fig. 3 hervorgeht.

Die Vorteile einer solchen Messung sind darin zu sehen, daß zwischen dem eingestellten Schaltdruck und dem Grenzdruck im Hubzylinder prinzipiell keine Abweichung entsteht.

Da bei Anwendung der Beziehung (F 8) als variable Größen nur die gemessene Tragkraft und Hubzylinderstellung (bzw. die dazu in fester Beziehung stehenden Größen) Einfluß auf den Grenzdruck haben, können die verändernbaren Stellungen von Stiel 8 und Ausleger 7 keine Abweichung zwischen Schaltdruck und Grenzdruck verursachen.

Bei Unterwasserarbeiten wird infolge der Tragkraftmessung der Auftrieb der Last bei der Schaltdruckeinstellung berücksichtigt.

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Claims

Patentansprüche :

1. Mit einer Überlastwarn- oder Abschalteinrichtung ausgestattetes Hebezeug, wie Kran od. dgl. insbesondere Hydraulikbagger, der mit einem einen auf- und abschwenkbaren Werkzeugstiel tragenden Ausleger und einem mittels eines Hubzylinders auf- und abschwenkbar, den Ausleger tragenden Schwenkarm, versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß am freien Ende des Stiels (8) ein Lastmeßgerät (Dynamometer), am Ausleger (6,7) ein Winkelmeßgerät und am Hubzylinder (9) ein Druckmeßgerät vorgesehen ist, wobei die Meßgeräte mit einem auf besimmte Betriebsdaten vorprogrammierten Rechenschaltwerk und über dieses mit der Signal- oder Abschalteinrichtung verbunden sind, und im Rechenschaltwerk der für die jeweilige Last- und Winkelstellung zulässige Grenzwert ermittelt und in das mit dem Hubzylinder verbundene Druckmeßgerät zur Einstellung des Grenzdruckes gegeben wird, bei dessen Überschreitung das Signal- oder Abschaltgerät anspricht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich noch ein Meßgerät für die Messung der Längs- und Queranordnung des Fahrzeugunterwagens vorgesehen und an das Rechenschaltwerk angeschlossen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres Meßgerät für die Winkelstellung zwischen Fahrzeugunter- und oberwagen vorgesehen und an das gemeinsame Rechenschaltwerk angeschlossen ist.

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