DE2352725A1 - SAFETY DEVICE FOR A CRANE - Google Patents
SAFETY DEVICE FOR A CRANEInfo
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Description
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Societe Anonyme dite: POTAIM POCLAIN MATERIEL 71303 Montceau-les-Mines, FrankreichSociete Anonyme dite: POTAIM POCLAIN MATERIEL 71303 Montceau-les-Mines, France
Sicherheitsvorrichtung für einen KranSafety device for a crane
Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitsvorrichtung für einen Kran, mit welcher das Anheben einer Last dann verhindert werden soll, wenn diese Last einen bestimmten von dem Konstrukteur vorgeschriebenen Wert überschreitet.The invention relates to a safety device for a crane, with which the lifting of a load should then be prevented if this load exceeds a certain value prescribed by the designer.
Bei Kränen mit Auslegern, welche in ihrer Neigung und/ oder in ihrer Länge veränderbar sind, um eine Last über ein Hubseil anzuheben, welches an dem einen äußeren Ende des Auslegers angebracht ist, kann das Moment der auf den Kran in einer jeden beliebigen Stellung einwirkenden Kräfte - wobei dieses Moment die Folge der Gewichte des Auslegers und der Last ist -. einen Wert einnehmen, der größer ist als derjenige des Momentes, welches ein Kippen des Kranes in dieser Stellung und An-Ordnung bewirkt. Es ist also notwerdLg, den Kran mit einer Sicherheitsvorrichtung auszurüsten, welche auf automatischem Wege oder aber durch Eingriff des Kranführers weitere Manöver und Arbeiten ver-f hindert, wenn diese Arbeiten die Gefahr des Kippens des Kranes j heraufbeschwören, oder aber wenn in bestimmten Teilen dieses \ Kranes viel zu hohe mechanische oder hydraulische Kräfte bzw. jIn the case of cranes with jibs, which are adjustable in their inclination and / or their length, in order to lift a load via a hoisting rope which is attached to the one outer end of the jib, the moment can act on the crane in any position Forces - this moment being the result of the weights of the boom and the load -. assume a value that is greater than that of the moment that causes the crane to tilt in this position and arrangement. It is therefore necessary to equip the crane with a safety device which prevents further maneuvers and work either automatically or through the intervention of the crane operator if this work creates the risk of the crane tipping over, or if this occurs in certain parts \ Crane mechanical or hydraulic forces that are far too high or j
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Beanspruchungen auftreten.Stresses occur.
Die zur Erfüllung der erforderlichen Sicherheit bisher bekannten Vorrichtungen sind in ihrer Arbeitsweise insbesondere dann sehr ungenau, wenn sie im Aufbau einfach sind; sie sind andererseits im Aufbau außerordentlich kompliziert, sofern man ein genaues und zufriedenstellendes Arbeiten gewährleistet haben will. Bei letzteren Sicherheitsvorrichtungen der fraglichen Art wird die tatsächliche auf den Kran aufgebrachte Last in einer jeden beliebigen Stellung desselben mit der Kipplast oder aber mit dem mechanischen oder hydraulischen Widerstand des Kranes in dieser Anordnung verglichen, welche aus einem breiten Fächer von programmierten, kritischen Lasten ausgewählt werden, die allainur denkbaren Stellungen und Anordnungen des Kranes entsprechen. Der komplizierte Aufbau und die komplizierte Betriebsweise beruhen in erster Linie in der Feststellung der kritischen Last, da es in einem jeden Augenblick erforderlich ist, die Parameter der Länge und des Winkels des Auslegers zu integrieren. Diese Parameter werden mechanisch und getrennt in die Sicherheitsvorrichtung eingeführt und bewirken das Schließen eines elektrischen Schaltkreises mit Hilfe einer Auswahl aus einer Reihe von Kommutatoren, wobei der auf diese Weise ausgewählte elektrische Steuerkreis den Bereitschaftszustand eines Warn- oder Alarmorganes bestimmt, welches derjenigen kritischen Last entspricht, die mit den integrierten Parametern vereinbar ist, wobei dieses Organ in der Lage ist, in Betrieb gesetzt zu werden, wenn die tatsächliche Last gleich der kritischen Last wird. Nachteilig ist der außerordentlich komplizierte Aufbau und Betrieb eines derartigen Mechanismus, namentlich im Hinblick auf die einwandfreie Unterhaltung sowie die Gefahr von Betriebsstörungen und eine große Störanfälligkeit.The to meet the required security so far known devices are very imprecise in their mode of operation, especially if they are simple in structure; they are on the other hand Extremely complicated in structure, if you want to have an accurate and satisfactory work guaranteed. In the latter safety devices of the type in question, the actual load placed on the crane is determined in each any position of the same with the tipping load or with the mechanical or hydraulic resistance of the crane in this Arrangement, which can be selected from a wide range of programmed, critical loads, the allainur correspond to conceivable positions and arrangements of the crane. The complicated structure and the complicated operation are based primarily in determining the critical load, since it is necessary at every moment to set the parameters of the To integrate the length and the angle of the boom. These parameters are mechanically and separately in the safety device introduced and cause an electrical circuit to be closed with the help of a selection from a range of commutators, the electrical control circuit selected in this way determines the readiness state of a warning or alarm device, which corresponds to the critical load compatible with the built-in parameters, this organ is able to be put into operation when the actual Load becomes equal to the critical load. The extremely complicated structure and operation of such a device is disadvantageous Mechanism, especially with a view to proper entertainment as well as the risk of malfunctions and a high susceptibility to failure.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Mangel und Unzuträglichkeiten der herkömmlichen Geräte zu beseitigen und eine Vereinfachung mit Hilfe der Feststellung der kritischen Last herbeizuführen, iThe object of the invention is to address these shortcomings and inconveniences Eliminate traditional equipment and simplify it by identifying the critical load, i
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Die Erfindung bezieht sich also auf eine Sicherheitsvorrichtung für einen Kran, mit welcher das Heben einer Last verhindert wird, die größer ist als die zulässige Last, und "kritische Last" bezeichnet wird, mit einem Mittel zum Vergleichen von zwei elektrischen Signalen, von welchen das eine ein Maß für die tatsächliche Last in einer jeden Stellung des Kranes ist, während das zweite Signal ein Maß für die kritische Last oder Nominaliast in dieser Stellung ist, wobei dieses Mittel ein drittes elektrisches Warn- oder Alarmsignal dann erzeugt, wenn das erste Signal größer als das zweite Signal ist.The invention thus relates to a safety device for a crane, with which the lifting of a load which is greater than the allowable load, and is called "critical load", is prevented with a means for comparing of two electrical signals, one of which is a measure of the actual load in each position of the crane is, while the second signal is a measure of the critical load or nominal load in this position, this means a third electrical warning or alarm signal generated when the first signal is greater than the second signal.
Die Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß das zweite Signal von zumindest einem Kopiertaster der Bewegung des Angriffspunktes der Last des Kranes in einer den Ausleger enthaltenden Vertikalebene erzeugt wird, welcher in elektrischem Dauerkontakt mit zumindest einer aus ebenen Leitflächen bestehenden ebenen Fläche steht, von welchen eine jede eine bestimmte Spännung aufweist, und daß dieseebenen Leitflächen ein Netz von kritischen Isolastflächen oder Nominallastflächen bilden.The invention is characterized in that the second signal from at least one copy button of the movement the point of application of the load of the crane is generated in a vertical plane containing the boom, which in electrical Permanent contact with at least one of the flat guide surfaces existing flat surface, each of which has a certain tension, and that these flat guide surfaces form a network of critical isolating load areas or nominal load areas.
Nach einer Verwirklichungsform der Erfindung besteht der Taster zumindest aus einer elektrischen Schaltstufe, welche auf einer in ihrer Drehbewegung von einem Schrauben-Schraubenmutter-System arretierten Schraubenmutter angeordnet ist, wobei diese Schraube einerseits in ihrer Drehbewegung an eine Aufwickeltrommel für das Hubseil angeschlossen ist, dessen Veränderungen der aufgewickelten Länge den Veränderungen der Länge des Auslegers des Kranes entsprechen und andererseits die Schraube über eines ihrer äußeren Enden auf einer Drehachse be-: festigt ist, welche zu der ebenen Fläche senkrecht steht und mit dem Kopf der Kuppelstange eine Einheit bildet, und wobei die Winkelbewegungen derselben um diese Achse den .Winkelbewegungen j des Auslegers des Kranes in einer diesen enthaltenden vertikalen Ebene entsprechen.According to one embodiment of the invention, the button consists of at least one electrical switching stage, which on one in their rotational movement of a screw-nut system locked nut is arranged, this screw on the one hand in its rotational movement a winding drum for the hoist rope is connected, whose Changes in the coiled length to the changes in the Length of the boom of the crane and on the other hand the screw is loaded on one of its outer ends on an axis of rotation: is fixed, which is perpendicular to the flat surface and with the head of the coupling rod forms a unit, and the angular movements of the same about this axis den of the boom of the crane correspond in a vertical plane containing this.
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Nach einer weiteren praktischen Ausführungsform der Erfindung wird die ebene Fläche von einer gedruckten Schaltung gebildet, von welchen eine jede der sie bestimmenden ebenen Leitflächen in verkleinertem Maßstab das Abbild der Gesamtanordnung in einer senkrechten Ebene ist, welche den Kranausleger und die Angriffspunkte der maximal zulässigen Last des Kranes enthält, die proportional derjenigen Spannung ist, welcher die vorerwähnte ebene Fläche unterworfen ist.According to a further practical embodiment of the invention, the flat surface is made of a printed circuit formed, of which each of the flat guide surfaces that determine it, on a reduced scale, is the image of the overall arrangement is in a vertical plane, which contains the crane boom and the points of application of the maximum permissible load of the crane, which is proportional to the stress to which the aforementioned flat surface is subjected.
Vorteilhaft ist zumindest ein Paar einander gegenüberliegenden und parallel zueinander angeordneten gedruckte Schaltungen vorgesehen, zwischen welchen sich das Schrauben-Schraubenmutter-System bewegen kann, wobei die Schraubenmutter mit zwei Tastern versehen ist, welche mit einer jeden der gedruckten Schaltungen in Berührung gehalten wird derart, daß zwei Mittel zur Feststellung der kritischen Last in einer jeden beliebigen Lage des Kranes gebildet werden, die wahlweise in Betrieb gesetzt werden, je nach-dem ob der Kran auf Reifen oder aber auf Stützflächen abgestützt ist.At least one pair of printed circuits lying opposite one another and arranged parallel to one another is advantageous provided, between which the screw-screw-nut system can move, the screw nut with two pushbuttons is provided which is kept in contact with each of the printed circuit boards such that two means to determine the critical load in any position of the crane, which can optionally be put into operation depending on whether the crane is supported on tires or on support surfaces.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung noch etwas näher veranschaulicht. In dieser zeigen in rein schematischer Weise:.The invention is illustrated in more detail below with reference to the drawing. In this show in purely schematic Way:.
Fig. 1 ' eine isometrische Darstellung eines Kranes mit einer Sicherheitsvorrichtung gemäß der Erfindung,1 'is an isometric representation of a crane with a safety device according to FIG Invention,
Fig. 2 und 3 zwei Teilansichten der Mittel zur Erzeugung des zweiten Signales der erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung, wobei die Figur 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Figur 3 zeigt, wäh- i rend die Figur 3 einen Schnitt längs der Linie IIMII in Figur 2 zeigt,2 and 3 show two partial views of the means for generating the second signal of the invention Safety device, FIG. 2 showing a section along the line II-II in FIG FIG. 3 shows a section along the line IIMII in FIG. 2,
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ein _ ·a _ ·
Fig. 4 / Schaltschema der gedruckten Schaltung der erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung.Fig. 4 / Circuit diagram of the printed circuit of the invention Safety device.
Unter ,Bezugnahme zunächst auf die Figur 1 der Zeichnung erkennt man eine klassische Hubvorrichtung, welche naraent-JLich aus einem Fahrgestell 1, einem Drehturm 1a und einem Ausleger 2 besteht, welcher auf dem Drehturm 1a um die Achse 2a herum drehbar gelagert ist. Es ist ferner ein Zugseil 3 vorgesehen, welches auf eine Winde 4 aufwickelbar ist. Dieser Ausleger 2 kann - abgesehen von seiner Lage in der Ruhestellung hinsichtlich seiner Länge und seiner Neigung verändert werden. Die Sicherheitsvorrichtung besteht also aus einem ersten Mittel 5, welches' die von dem Ausleger tatsächlich angehobene Last feststellt und ein erstes elektrisches Spannungssignal liefert, welches proportional zu dieser Last ist. Es ist ferner ein Mittel 6 vorgesehen, welches bei einer jeden beliebigen Ausbildung des Kranes die nicht zu überschreitende kritische Last in Form eines zweiten elektrischen Spannungssignales festlegt, wobei diese Spannung proportional der kritischen Last ist. Schließlich ist ein drittes Mittel 7 angeordnet, welches diese beiden Signale miteinander vergleicht und in der Lage ist, im entsprechenden Fall ein Warnsignal auszulösen. Das erste Mittel 5 besteht aus der Anordnung oder Schaltung eines Dynamometers und eines Potentiometers, nämlich der TypeMLinostat". Dieses Potentiometer zeichnet sich namentlich durch seine große Genauigkeit und durch das Fehlen von Meßabweichungen ab, und zwar in Abhängigkeit von bestimmten Parametern, insbesondere von der Temperatur.Referring first to Figure 1 of the drawing, a classic lifting device can be seen, which naraent-JLich consists of a chassis 1, a rotating tower 1a and a boom 2, which is rotatably mounted on the rotating tower 1a about the axis 2a. A pull rope 3 is also provided, which can be wound onto a winch 4. This boom 2 can - apart from its position in the rest position - be changed with regard to its length and its inclination. The safety device thus consists of a first means 5 which 'detects the load actually raised by the boom and supplies a first electrical voltage signal which is proportional to this load. A means 6 is also provided which, for any design of the crane, defines the critical load not to be exceeded in the form of a second electrical voltage signal, this voltage being proportional to the critical load. Finally, a third means 7 is arranged which compares these two signals with one another and is able to trigger a warning signal in the corresponding case. The first means 5 consists of the arrangement or circuit of a dynamometer and a potentiometer, namely of the type M Linostat ". This potentiometer is characterized in particular by its great accuracy and by the lack of measurement errors, depending on certain parameters, in particular the temperature.
Diese Gruppe: Dynamometer-Potentiometer liefert ein Maß für die aufgebrachte Last an dem einen Seiltrum des Hubseiles, wobei der Angriffspunkt am äußeren Ende 2b des Auslegers liegt, und zwar in Form eines elektrischen Spannungssignales, welches proportional zu dieser Last ist. Im Falle eines Flaschenzuges, bei welchem die Last über mehrere Hubseile angehoben wird, wird die vorerwähnte Gruppe mit einer von Hand oder automatisch betätigbaren Wählvorrichtung ausgestattet, welche durch Einwir- \ kung eines elektronischen Kreises in an sich bekannter WeiseThis group: Dynamometer potentiometer provides a measure of the load applied to one strand of the hoist rope, the point of application being at the outer end 2b of the boom, in the form of an electrical voltage signal which is proportional to this load. In the case of a pulley in which the load is lifted over a plurality of lifting cables, the above-mentioned group is equipped with a manually operable or automatically dialing device, which allow it to react by kung \ of an electronic circuit in a known manner
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das elektrische Signal in Abhängigkeit von der Anzahl der Seilenden des Flaschenzuges korrigiert und auf diese Weise ein für die angegebene Last repräsentatives Signal zu erhalten erlaubt.the electrical signal as a function of the number of rope ends of the pulley block is corrected and in this way a signal representative of the specified load can be obtained.
Das dritte Mittel 7 ist in der Lage, mittels einer elektronischen Wippe die ersten und zweiten elektrischen Sig-' nale miteinander zu vergleichen.The third means 7 is able to use an electronic rocker to generate the first and second electrical signals. compare with each other.
Schließlich weist das zweite Mittel 6 zur Bildung eines zweiten elektrischen Signales, welches proportional der kritischen Last ist, mehrere Elemente auf, von welchen mehrere in Figur 1 zu erkennen sind. Dieses Mittel 6 weist insbesondere ein Gehäuse 6a oder einen Kasten auf, der an dem Ausleger 2 angebracht ist, wobei am äußeren Ende eine Aufwickeltrommel 8 für ein Seil 9 angebracht ist, welches mit seinem äußeren Ende 9a am äußeren Ende 2b des Auslegers 2 angebracht ist. Es ist ferner eine Kuppelstange 10 vorgesehen, welche mit ihrem Fuß an einem Element 11 oder Glied befestigt ist, das mit dem Drehturm 1a der Vorrichtung um eine Achse 12 drehbar verbunden ist. Der Kopf dieser Kuppelstange 10 ist seinerseits um eine feste Achse drehbar gelagert, welche mit dem Ausleger 2 des Kranes eine Einheit bildet. Man erkennt leicht, daß durch diese Anordnung und Ausbildung sich die Kuppelstange 10 konstant parallel zu sich bewegt, da der Ausleger, das Element 11, der zwischen der Achse 2a und der Achse 12 liegende Teil des Drehturmes und die Kuppelstange 10 ein Gelenkparallelogramm bilden, dessen eine Seite - nämlich die durch die Achsen 2a und 12 hindurchgehende Linie - festbleibt. Daraus geht hervor, daß die Kuppelstange 10 bezüglich ihrer Ausgangslage stets in senkrechter oder paralleler Lage verbleibt, welche Neigung der Ausleger 2 auch immer einnehmen möge.Finally, the second means 6 for the formation of a second electrical signal which is proportional to the critical load is to have several elements, several of which can be seen in FIG. This means 6 has in particular a housing 6a or a box attached to the boom 2 with a take-up drum 8 at the outer end for a rope 9 is attached, which is attached with its outer end 9a to the outer end 2b of the boom 2. It is furthermore a coupling rod 10 is provided which is fastened with its foot to an element 11 or link which is connected to the rotating tower 1a of the device is rotatably connected about an axis 12. The head of this coupling rod 10 is in turn around a fixed Axis rotatably mounted, which forms a unit with the boom 2 of the crane. It is easy to see that by this arrangement and training the coupling rod 10 moves constantly parallel to itself, since the boom, the element 11, the between the axis 2a and the axis 12 lying part of the turret and the coupling rod 10 form an articulated parallelogram, one of which Page - namely the line passing through the axes 2a and 12 - remains fixed. It can be seen from this that the coupling rod 10 with respect to its starting position always remains in a vertical or parallel position, whatever the inclination of the boom 2 always assume may.
Die Figuren 2 bis 4 zeigen das zweite Mittel 6 im Detail.Figures 2 to 4 show the second means 6 in detail.
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Wie aus Figur 2 ersichtlich, schließt das Gehäuse 6a zwei Taster (Kopiertaster) 13a, 13b für die Bewegung des Angriffspunktes der auf den Kran wirkenden Last sowie zwei ebene Flächen 14a, 14b ein, welche mit ebenen Leitflächen oder FUhrungsflächen ausgestattet sind, von welchen eine jede ein ganz bestimmtes Potential aufweist. Diese beiden Taster oder Kopiertaster 13a, 13b werden von einer Schraubenmutter 15 gehaltert, welche in ihrer Drehbewegung von einem Schrauben-Schraubenmutter-System festgelegt ist, wobei die Schraube 16 in der Lage ist, über ein Paar Kegelräder 17 in Drehbewegung versetzt zu werden. Dabei ist das Kegelrad 17a auf dem einen äußeren Ende der Schraube 16 aufgekeilt, während das Kegelrad 17b auf dem einen äußeren Ende der Achse 18 aufgekeilt ist, welche über die Schraube 19 mit der Drehbewegung der Aufwickeltrommel 8 gekoppelt ist. Diese Aufwickeltrommel 8 ist mit einer innenliegenden Rückholvorrichtung 8a ausgerüstet, welche in ihrer Wirkung das Zugseil 9 gespannt hält. Die Aufrechterhaltung der Translationsbewegung der Schraube 16 wird von einem Lager 20 oder Gehäuse bewirkt, welches in Höhe des Kegelradsatzes 17 liegt. Dieses Gehäuse 20 oder Lager besitzt selbst die Form einer Hohlachse 21, welche koaxial zu der Achse 18 liegt? und in das äußere Ende des Gehäuses 6a einmündete Die Aufrechterhaltung der Verschiebung des Gehäuses 20 oder Lagers wird in der Höhe der beiden Lager 22 beispielsweise durch Kugellager sichergestellt. Diese Achse 21 kann relativ zu dem Gehäuse 6a mittels der Kuppelstange 10 in Drehbewegung versetzt werden, deren Kopf auf dieser Achse 21 mittels eines Keiles 23 befestigt ist. Diese Bewegung, welche aufgrund der freien Drehbewegung der Achse 21 in dem Gehäuse 6 möglich ist, gibt also der Schraube 16 die Möglichkeit, sich um die Achse 21 in einer parallel zu den beiden Flächen I4a,<14b i liegenden Ebene zu bewegen.As can be seen from Figure 2, the housing 6a includes two buttons (copy buttons) 13a, 13b for moving the point of application of the load acting on the crane and two flat surfaces 14a, 14b, which are equipped with flat guide surfaces or guide surfaces, one of which each has a very specific potential. These two buttons or copy buttons 13a, 13b are held by a screw nut 15, which is fixed in its rotary movement by a screw-nut system, the screw 16 being able to be set in rotation via a pair of bevel gears 17. The bevel gear 17a is keyed on the one outer end of the screw 16, while the bevel gear 17b is keyed on the one outer end of the axle 18, which is coupled to the rotary movement of the winding drum 8 via the screw 19. This winding drum 8 is equipped with an internal return device 8a which, in its effect, keeps the pull rope 9 taut. The translational movement of the screw 16 is maintained by a bearing 20 or housing which is at the level of the bevel gear set 17. This housing 20 or bearing itself has the shape of a hollow axis 21 which is coaxial with the axis 18 ? and opened into the outer end of the housing 6a. The maintenance of the displacement of the housing 20 or bearing is ensured at the level of the two bearings 22, for example by means of ball bearings. This axis 21 can be set in rotary motion relative to the housing 6 a by means of the coupling rod 10, the head of which is fastened on this axis 21 by means of a wedge 23. This movement, which is possible due to the free rotational movement of the axis 21 in the housing 6, therefore gives the screw 16 the possibility of moving about the axis 21 in a plane lying parallel to the two surfaces 14a, 14b i.
Die Taster 13a, 13b stehen andauernd mit den Flächen 14a, 14b in Berührung9 welche auf dem Gehäuse 6a befestigt· sind. Diese Flächen sind namentlich gedruckte Schaltungen oder gedruckte Schaltkreise5 von welchen die Figur 4 der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel zeigt, „ 8 -The buttons 13a, 13b are continuous with the surfaces 14a, 14b into contact 9 · which are mounted on the housing 6a. These areas are specifically printed circuits or printed circuits 5 of which Figure 4 of the drawing shows an embodiment, "8 -
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In Figur 3 der Zeichnung sind mit den gleichen Bezugsziffern gewisse Elemente der Figur 2 bezeichnet. Man sieht, daß die Arretierung der Drehbewegung der Schraubenmutter 15 mittels zwei Führungen 24a, 24b sichergestellt wird, welche mit ihren entsprechenden äußeren Enden in dem Gehäuse 20 befestigt und an ihren anderen äußeren Enden über ein Element 25 gelagert sind, welches gleichzeitig die Führung der Drehbewegung der Schraube 16 um die Achse selbst sicherstellt. Man erkennt in der Zeichnung auch Augen 26 zur Befestigung des Gehäuses 6a an dem Ausleger 2, während mit der Bezugsziffer 27 die Anschlußzonen der. verschiedenen leitenden Zonen der Fläche 14b angedeutet sind.In FIG. 3 of the drawing, certain elements of FIG. 2 are denoted by the same reference numerals. One can see that the locking of the rotational movement of the nut 15 is ensured by means of two guides 24a, 24b, which with their corresponding outer ends are fixed in the housing 20 and supported at their other outer ends via a member 25, which at the same time ensures the guidance of the rotational movement of the screw 16 about the axis itself. You can see in the drawing also eyes 26 for attaching the housing 6a to the boom 2, while with the reference numeral 27 the connection zones of the. different conductive zones of the surface 14b are indicated.
Die Figur 4 zeigt somit eine der Platten 14a oder 14b.FIG. 4 thus shows one of the plates 14a or 14b.
Man hat experimentell denjenigen Ort in einer den Ausleger enthaltenden Ebene ermittelt, wo die Angriffspunkte der auf den Ausleger des Kraus wirkenden Last liegen und welche das Kippen des Kranes oder aber unzulässige Spannungen und Beanspruchungen in bestimmten mechanischen oder hydraulischen Organen hervorrufen, wenn der Ausleger seine Geaalt und Lage verändert. Diese Last wird also als "kritische Last" oder "Nominallast" bezeichnet. Man hat die gleiche Bfahrung gemacht, indem man jedesmal den Wert dieser Last verändert hat. Auf diese Weise hat man in einer den Ausleger des Kranes enthaltenden senkrechten Ebene ein Netz von Flächen erhalten, welche man "kritische Isolastflächen oder Nominallastflächen11 bezeichnet.The place in a plane containing the boom has been determined experimentally where the points of application of the load acting on the boom of the Kraus are and which cause the crane to tilt or inadmissible tensions and stresses in certain mechanical or hydraulic organs when the boom is in its joint and location changed. This load is therefore referred to as "critical load" or "nominal load". One has had the same experience, each time changing the value of this burden. In this way, a network of surfaces has been obtained in a vertical plane containing the boom of the crane, which is referred to as "critical isolating surfaces or nominal load surfaces 11 ".
Man hat schließlich eine in einem verkleinerten Maßstab - ein Maßstab, welcher mit den mechanischen Größen oder Daten des Schrauben-Schraubenmutter-Systems und mit der Aufwickeltrommel 8 vereinbar ist - gehaltene zeichnerische Wiedergabe der i kritischen Isolastflächen des Netzes verwirklicht, von welchen eine jede leitend gemacht wurde. Dabei handelt es sich um ein Ausführungsbeispiel dieser Reduktion, welche mit der Technik jAfter all, you have one on a reduced scale - a scale that is based on mechanical quantities or data of the screw-nut system and is compatible with the winding drum 8 - held graphic reproduction of the i realized critical isolating surfaces of the network, each of which was made conductive. This is a Embodiment of this reduction, which with the technique j
4 " i4 "i
der in Figur dargestellten, gedruckten Schaltkreise oder Schaltungen verwirklicht wird. Eine jede Region oder Fläche 28 besitzt dabei eine Anschlußzone 27, damit das Aufbringen einerof the printed circuits or circuits shown in FIG is realized. Each region or surface 28 has a connection zone 27 so that a
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Spannung möglich ist, die proportional dem Wert derjenigen Last ist, die zur Bestimmung ihrer Auslegung gewählt wurde. Diese Spannung ist selbstverständlich mit derjenigen Spannung vereinbar, welche von dem ersten Mittel 5 der Messung der tatsächlichen Last, also der reellen Last, geliefert wurde.Voltage is possible that is proportional to the value of that load that was chosen to determine its design. This tension is of course compatible with the tension which of the first means 5 of measuring the actual Load, i.e. the real load, was delivered.
Der Betrieb einer derartigen Sicherheitsvorrichtung für einen Kran, wie sie im folgenden noch näher erläutert wird, hat folgende wesentlichen VorteilesThe operation of such a safety device for a crane, as it will be explained in more detail below, has the following essential advantages
Es soll einmal angenommen werden, daß auf dem Tragseil 3 (Fig. 1) eine Last angehängt ist. Der Wert dieser Last wird von dem ersten Mittel 5 abgelesen und ermittelt, welches eine erste Spannung in Richtung des Vergleichsmittels 7 liefert. In der gleichen Zeit liefert das zweite Mittel 6 eine zweite Spannung in Richtung des Vergleichsmittels 7. Bei dieser Spannung handelt es sich um diejenige Spannung, welche der kritischen Kipplast proportional ist, und zwar in einer Lage des Kranes, in welcher er entlastet ist. In der Tat wird die Länge des Auslegers 2 in das zweite Mittel 6 eingeführt, und zwar durch Veränderung der Aufwicklung des Tragseiles 9 auf die Trommel 8 (Figur 1), wobei das eine äußere Ende 9a dieses Tragseiles 9 mit dem äußeren Ende 2b des Auslegers 2 verbunden ist. Diese Veränderung des Aufwickeins oder Bewickeins der Trommel 8 bewirkt eine Drehbewegung derselben, welche ihrerseits die Achse 18 in Drehbewegung versetzt und über das Kegelradpaar 17 die Drehbewegung der Schraube 16 auf ihr selbst bewirkt (Figur 1)< Die Schraubenmutter 15, welche durch die Führungen 24a, 24b hinsichtlich ihrer Drehbewegung arretiert wird, bewegt sich also in dem Maße längs der Schraube 16 nach oben bzw. nach unten, in welchem sich der Ausleger 2 verlängert oder verkürzt. Man ; sieht also, daß über diese ersten Organe die Stellung der Schraubenmutter 15 auf der Schraube 16 ein Maß für die Länge des Aus-iLet it be assumed that a load is attached to the suspension cable 3 (FIG. 1). The value of this load is read from the first means 5 and determined which supplies a first voltage in the direction of the comparison means 7. At the same time, the second means 6 supplies a second voltage in the direction of the comparison means 7. This voltage is that voltage which is proportional to the critical tipping load, specifically in a position of the crane in which it is unloaded. In fact, the length of the boom 2 is introduced into the second means 6 by changing the winding of the support cable 9 on the drum 8 (Figure 1), one outer end 9a of this support cable 9 with the outer end 2b of the boom 2 is connected. This change in the winding or winding of the drum 8 causes a rotary movement of the same, which in turn sets the axis 18 in rotary motion and via the bevel gear pair 17 causes the rotary movement of the screw 16 on itself (FIG. 1) , 24b is locked with regard to its rotational movement, that is, it moves upwards or downwards along the screw 16 to the extent that the boom 2 is lengthened or shortened. Man ; thus sees that through these first organs the position of the screw nut 15 on the screw 16 is a measure of the length of the Aus-i
legers 2 ist. ιcasual 2 is. ι
Andererseits weiß man aber auch, daß das Gehäuse 6a jOn the other hand, one also knows that the housing 6a j
auf dem Ausleger 2 des Kranes befestigt ist. Daraus folgen die jis attached to the boom 2 of the crane. From this follow the j
- 10 - '- 10 - '
409822/0293409822/0293
Neigungen dieses Auslegers ebenso wie der Flächen 14a, 14b, welche an diesem angebracht sind. Es wird also die Neigung des Schrauben-Schraubenmutter-Systems 16, 15 in der Ebene der Figur 3 von dem Gehäuse 20 oder Lager gesteuert; ebenso wird die Verlängerung desselben der Achse 21 und der Kuppelstange 10 angepaßt (Figur 2). Wie im Zusammenhang mit Figur 1 erläutert, bleibt die Kuppelstange 10 stets parallel zu ihrer Ausgangsstellung, so daß das Schrauben-Schraubenmutter-System ebenfalls parallel zu seiner Ausgangsstellung verbleibt, unabhängig davon, welche Neigung der Ausleger auch immer haben möge. Es entsteht also eine Winkelbewegung zwischen der Schraube 16 und den Flächen 14a, 14b, welche die Veränderung in der Neigung des Auslegers 2 überträgt.Inclinations of this boom as well as the surfaces 14a, 14b, which are attached to this. It thus becomes the inclination of the screw and nut system 16, 15 in the plane of the figure 3 controlled by the housing 20 or bearing; likewise the extension of the axis 21 and the coupling rod 10 is adapted (Figure 2). As explained in connection with Figure 1, the coupling rod 10 always remains parallel to its starting position, so that the screw-nut system also remains parallel to its original position, independently of whatever inclination the boom may have. So there is an angular movement between the screw 16 and the surfaces 14a, 14b which transmit the change in the inclination of the boom 2.
Die Summe dieser Winkelbewegung der Schraube 16 und der Relativbewegung der Schraubenmutter 15 längs der Schraube bewirkt, daß die die Taster 13a, 13t> aufnehmende Schraubenfläche augenblicklich und homothetisch die Bewegung des Angriffspunktes der Last in derjenigen festen senkrechten Ebene kopiert, welche den Ausleger 2 in allen nur denkbaren Stellungen und Anordnungen desselben enthält. Die Bezugsebene, welche die Vertikalebene in dieser Homothetie darstellt, wird durch eine der Flächen 14a, 14b verwirklicht.The sum of this angular movement of the screw 16 and the relative movement of the screw nut 15 along the screw causes the button 13a, 13t> receiving screw surface instantaneously and homothetically copies the movement of the point of application of the load in the fixed vertical plane which the boom 2 in all conceivable positions and arrangements contains the same. The reference plane, which represents the vertical plane in this homothety, is defined by one of the surfaces 14a, 14b realized.
Bei einem bestimmten Förderbetrieb ist lediglich eine einzige der Flächen 14a, 14b in Betrieb. Tatsächlich entspricht sie nach einer Versuchsausführung nur einer einzigen Ausführungsform bzw. Verwendungsform des Kranes; so kann beispielsweise der Kran über die Fläche 14a auf Laufreifen montiert seinj hinsichtlich der Fläche 14b kann aber der Kran auch auf Stützflächen angeordnet sein. Nimmt man einmal an, daß die Fläche 14a in Be-: trieb ist und somit von einer jeden der entsprechenden Spannungen versorgt wird, von welchen eine jede einer jeden Leitfläche [ entspricht, erhält der Taster 13a - der konstant in Berührung | mit dieser gehalten wird - eine Spannung, welche proportional j der kritischen Last oder Nominallast ist, die der Anordnung · und Auslegung des Auslegers in einem jeden Augenblick entsprich^.In a certain conveying operation, only one of the surfaces 14a, 14b is in operation. Actually corresponds to after a test execution only one single embodiment or form of use of the crane; for example, the Crane be mounted on tires over the surface 14a with respect to However, the crane can also be arranged on support surfaces of the surface 14b. If one assumes for a moment that the surface 14a is: is driven and is thus supplied by each of the corresponding voltages, each of which is supplied to each of the conducting surfaces [ corresponds, receives the button 13a - which is constantly in contact | with this is held - a voltage which is proportional to j is the critical load or nominal load which corresponds to the arrangement and design of the boom at any given moment.
-■ 11 - ' 409822/0293- ■ 11 - '409822/0293
Diese Spannung kann also in das Vergleichsmittel 7 eingesteuert werden»This voltage can therefore be fed into the comparison means 7 »
Es ist möglich, daß der Taster 13a mit zwei Bereichen der nachfolgenden Ebene in Berührung steht. Eine in der Zeichnung nicht weiter dargestellte an sich bekannte Vorrichtung bildet das arithmetische Mittel der so erhaltenen beiden Spannungen und steuert das Ergebnis in das Vergleichsorgan 7 ein.It is possible that the button 13a is in contact with two areas of the following level. One in the drawing Apparatus known per se, not shown, forms the arithmetic mean of the two voltages thus obtained and controls the result in the comparison element 7.
Der in dem Gerät 7 vorgenommene Vergleich erfolgt zwischen einer ersten der tatsächlichen reellen Hublast proportionalen Spannung und einer zweiten Spannung, welche proportional der zulässigen Last oder Nominallast ist. Der Vergleich wird von einer elektronischen Wippe durchgeführt, die ein Signal erzeugt, wenn die Differenz zwischen der zweiten und der ersten Spannung negativ wird. Dieses verstärkte Signal kann auf bestimmte Arbeitsvorgänge des Auslegers automatisch einwirken, z. B. das Anheben des Lasthakens, die Vergrößerung der Länge des Auslegers oder seine Schwenkbewegung nach abwärts, um ein gefährliches Manöver zu vermeiden oder - einfacher gesagt - um ein Warnsystem zu betätigen.The comparison made in the device 7 takes place between a first voltage, which is proportional to the actual real lifting load, and a second voltage, which is proportional to the permissible load or nominal load. The comparison is carried out by an electronic rocker that generates a signal when the difference between the second and the first voltage becomes negative. This amplified signal can automatically act on certain work processes of the boom, e.g. B. lifting the load hook, increasing the length of the boom or swinging it downwards to avoid a dangerous maneuver or - more simply - to operate a warning system.
Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung liegt in der einfachen Integration der geometrischen Größen und Angaben, die den Kran betreffen. Diese Integration vollzieht sich automatisch und erfolgt augenblicklich, was eine unmittelbare Feststellung gefährlicher Betriebszustände ermöglicht.One advantage of the safety device according to the invention lies in the simple integration of the geometric variables and information relating to the crane. This integration takes place automatically and takes place instantaneously, which is an immediate one Detection of dangerous operating conditions enables.
Die Konzeption dieser Einrichtung erlaubt gleichermaßen, sie auf alle möglichen Kranarten auszudehnen, wobei'nur , eine geringe Anzahl von Regelvorgängen und Anpassungsvorgängen einzuleiten sind, und zwar insbesondere durch Veränderung oder \ Austausch der für einen jeden Krantyp spezifischen gedruckten I Schaltungen. Die Grundkonzeption dieser Erfindung erlaubt gleichermaßen, sie an die verschiedenen Arbeitsbedingungen des Kranes anzupassen, und zwar in Abhängigkeit von seiner Stabilisierung, j welche einer Vorrichtung zur Peststellung der Lage zugeordnet is|t,The design of this device allows both to extend it to all possible types of cranes, wobei'nur, a small number of control operations and adjustment operations are to be initiated, in particular by change or \ exchange specific for each type of crane I printed circuits. The basic concept of this invention also allows it to be adapted to the various working conditions of the crane, depending on its stabilization, which is associated with a device for positioning the position,
4098 2 2/0 29 3 - 12 -4098 2 2/0 29 3 - 12 -
die auf den elektronischen Kreis einwirkt, um in diesen einen Korrekturfaktor einzuführen. Dabei kann diese Vorrichtung der Eigenschaft des Erdbodens, also beispielsweise der Neigung und des Gefälles, in welchem der Kran verankert ist bzw. auf welchem er die entsprechenden Arbeiten ausführt, Rechnung tragen.which acts on the electronic circuit to get into this one Introduce correction factor. This device can be the property of the ground, so for example the slope and take into account the slope in which the crane is anchored or on which it carries out the relevant work.
Darüber hinaus bewirkt die erfindungsgemäße Vorrichtung eine gewisse Sicherung bei erhöhten Belastungen eines zweiten kleineren Auslegers, und zwar in gleichem Maße wie die von dem größeren Ausleger bewältigten erhöhten Lasten.In addition, the device according to the invention provides a certain level of security in the event of increased loads on a second smaller boom, to the same extent as the increased loads handled by the larger boom.
Auch kann die erfindungsgemäße Vorrichtung von außen an dem Kran angebracht werden, was für die Wartung und Unterhaltung des Kranes sehr vorteilhaft ist.The device according to the invention can also be attached to the crane from the outside, which is important for maintenance and upkeep of the crane is very advantageous.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung findet namentlich besondere Anwendung auf dem Gebiet der öffentlichen Arbeiten.The device according to the invention finds particular application in the field of public works.
Die Erfindung ist keineswegs auf die beschriebene und dargestellte Ausführungsform beschränkt; es sind vielmehr noch weitere praktische Verwirklichungsformen möglich und denkbar, ohne daß hierdurch der Rahmen der Grundkonzeption gesprengt wird.The invention is in no way restricted to the embodiment described and illustrated; rather, they are still further practical forms of realization are possible and conceivable without going beyond the scope of the basic concept.
- Patentansprüche -- patent claims -
409822/02S3409822 / 02S3
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