DE2353137B2 - Kran - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kran der im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Gattung zum Einsetzen und Entnehmen schwerer Werkstücke :n bzw. aus Werkzeugmaschinen.

Ein derartiger Kran ist bereits bekannt (DE-OS 47 910). Der Oberarm ist dabei nach Art eines Waagebalkens angebracht. Der einfach wirkende Arbeitszylinder, der an dem vom Unterarm abgewandten Ende des Oberarmes angreift, dient dazu, das Gewicht des jeweils aufgenommenen Werkstückes auszugleichen, und zwar unter Berücksichtigung der jeweiligen Ausladung, also des Abstandes zwischen Werkstückaufnehmer und Schwenkachse des Auslegers bzw. des Oberarmes desselben. Zu diesem Zweck wird Ober den Bedienungshebel am Werkstückaufnehmer, der einen Druckregler betätigt, im Arbeitszylinder ein bestimmter, dem Gewicht des jeweiligen Werkstückes entsprechender Druck eingesteuert und konstant gehalten, auch dann, wenn sich der Druckraum im Arbeitszylinder beim Heben oder Senken des Auslegers bzw. des davon aufgenommenen Werkstückes verkleinert oder vergrößert Auch ist es möglich, das Absetzen des Werkstückes über den Druckregler zu steuern.

ίο Durch diesen sogenannten »Balancer« wird damit zwar im Hub ein Lastausgleich vermittelt, im übrigen muß die Bedienungsperson die Ortsveränderung der Last jedoch mit eigener Armkraft durchführen, indem sie einen Handgriff in der Nähe des Werkstückaufnehmers erfaßt Bei sehr schweren Werkstücken sind dabei aber iiicht unbeträchtliche Reibungs- und Trägheitskräfte zu überwinden, d. h. Armmuskelkräfte erforderlich, die die Feinfühligkeit der Werkstückhandhabung stark beeinträchtigen, wodurch ein rasches und genaues Einsetzen des Werkstücks in eine Werkzeugmaschine schwierig ist

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, den bekannten gattungsmäßigen Kran so auszugestalten, daß das aufgenommene Werkstück auf der Bewegungsbahn bewegt wird, die die Bedienungsperson mit dem Bedienungshebel vorgibt Diese Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale gelöst Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist im Anspruch 2 gekennzeichnet

Bei dem erfindungsgemäßen Hebezeug bewegt der Ausleger das aufgenommene Werkstück genau entlang derjenigen Bahn, welche die Bedienungsperson mit derjenigen Hand ausführt mit welcher der Bedienungshebel ergriffen ist Oberarm und Unterarm des Auslegers sind gesondert voneinander durch jeweils einen doppelt wirkenden, hydraulischen Arbeitszylinder betätigbar. Das Gewicht des angehängten Werkstücks spielt insofern keine Rolle, als keine besonderen Maßnahmen getroffen sind, um den Druck in den Arbeitszylindern als Steuergröße zu verwenden. Die Bedienungsperson gibt Richtung und Geschwindigkeit der jeweiligen Last- bzw. Werkstückbewegung vor, und der Ausleger bleibt mit dem Lastaufnehmer jeweils genau in derjenigen Stellung stehen, in welcher die Bedienungsperson den Bedienungshebel losläßt. Ein Zurückwandern in die Ausgangsstellung ist ebenso ausgeschlossen wie ein Ausreißen des Auslegers dann, wenn sich das Werkstück lösen sollte, da das Werkstückgewicht für die Steuerung nicht maßgebend ist Die Stellgrößen für die simultane Steuerung der beiden Arbeitszylinder ergeben sich nicht durch die Betätigung irgendwelcher Schalter durch das Bedienungspersonal, sondern durch Verschwenken des Bedienungshebels in der Hand des Bedienungspersonals durch den Auslegerunterarm, welcher den Bedienungshebel wieder in die Ausgangs- oder Nullstellung zurückzustellen versucht in welcher die Zufuhr von Hydrauliköl zu den Arbeitszylindern unterbrochen ist.
Es findet also beim erfindungsgemäßen Hebezeug eine wirkliche Nachführung statt nämlich eine der den Bedienungshebel erfassenden Hand der Bedienungsperson nachgeführte Bewegung des jeweils aufgenommenen Werkstückes durch den Ausleger mit selbständig angetriebenem Oberarm und Unterarm. Der Ausleger stellt praktisch den verstärkten Arm der jeweiligen Bedienungsperson dar. Dies ermöglicht auch auf engstem und/oder unzugänglichem Raum eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit und eine hohe Arbeitsgenauig-

keit, ohne daß das Bedienungspersonal irgendwelche Kräfte spuren würde, auch nicht Trägheitskräfte des jeweils aufgenommenen Werkstücks oder Reibungskräfte im Ausleger, und ohne daß das Bedienungspersonal sich überhaupt um das Gewicht des jeweiligen s Werkstücks zu kümmern hätte.

Es ist ein fahrbarer Ladekran, insbesondere für die Montage auf Lastkraftfahrzeugen, bekannt, welcher aus einem senkrechten Ständer, einem um die Ständerlängsachse drehbaren Stativteil, einem daran um eine waagerechte Achse verschwenkbar angelenkten Ständerarm und einem sich aus Oberarm und Unterarm zusammensetzenden Ausleger besteht Der Oberarm ist an einem Ende mit dem Ständerarm und am anderen Ende mit dem Unterarm jeweils um eine zur Ständerarmschwenkachse parallele Achse verschwenkbar verbunden. Zwischen Stativteil und Oberarm sowie zwischen Oberarm und Unterarm ist jeweils ein doppelt wirkender hydraulischer Arbeitszylinder vorgesehen. Am freien Ende des Unterarms ist ein Lasthaken angeordnet, welcher an einem Festpunkt des Ständers einhängbar ist Ständer-, Ober- und Unterarm sowie die beiden Arbeitszylinder sind vorgesehen, damit der Ausleger aus einer zusammengeklappten Transportstellung in eine ausgeklappte Betriebsstellung und umge- kehrt gebracht werden kann (DE-PS 12 33 552).

Auch ist ein elektrisches Steuergerät mit zwei Potentiometern, zwei Schaltern und einem um zwei zueinander senkrechte Achsen verschwenkbaren Bedienungshebel bekannt, welcher bei Verschwenken um eine Achse das eine Potentiometer und bei Verschwenken um die andere Achse das andere Potentiometer entsprechend verstellt, so daß es ein entsprechendes, elektrisches Ausgangssignal abgibt. Die Ausgangssignale der beiden Potentiometer können zur Steuerung zweier Ventile verwendet werden, welche beispielsweise die Betätigung zweier Arbeitszylinder für das Verschwenken des Oberarmes bzw. des Unterarmes eines zweiteiligen, in einer senkrechten Ebene beweglichen Baggerauslegers steuern, wobei die Arbeitszylin- der zwischen Bagger und Oberarm bzw. Oberarm und Unterarm des Auslegers vorgesehen sind. Die beiden Schalter dienen dazu, die Stromzufuhr zum Steuergerät dann abzuschalten, wenn der Bedienungshebel sich in einer bestimmten Drehstellung bezüglich jeder der beiden Achsen befindet (Data Sheet Nr. 863 zu »Two-axis Control Station« Model 0086-226 der Firma MOOG INC, USA, 1972/1973).

Nachstehend ist eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kranes anhand der Zeichnung so beispielsweise beschrieben. Darin zeigt schematisch

F i g. 1 eine Seitenansicht; und

Fig.2 sowie 3 jeweils eine andere Variante der Steuerung der Auslegerarmverstellung.

Der Kran weist eine senkrechte Säule 1 mit einem Säulenfuß 2 und einem Säulenkopf 3 auf. Der Säulenfuß 2 ist mit einem unteren Befestigungsflanscl. 4 versehen, der Säulenkopf 3 im Säulenfuß 2 um die Säulenlängsachse drehbar gelagert, und zwar durch Wälzlager, so daß der Säulenkopf 3 von Hand verdreht werden kann.

Am Säulenkopf 3 ist ein zweiteilig ausgebildeter Auslegerarm 5 angebracht. Dieser besteht aus einem am Säulenkopf 3 um eine waagerechte Achse 6 verschwenkbar angelenkten Oberarm 7 und einem an diesem um eine waagerechte Achse 8 verschwenkbar angelenkten Unterarm 9, an dessen freiem Ende ein Werkstückaufnahmehaken 10 befestigt ist. Oberarm 7 urid Unterarm 9 sind jeweils gekrümmt, wie aus F i g. 1 ersichtlich.

Zwischen dem Säulenkopf 3 und dem Oberarm 7 sowie zwischen dem Oberarm 7 und dem Unterarm 9 ist jeweils ein hydraulischer Arbeitszylinder 11 bzw. 12 vorgesehen. Während der mit dem Zylinder am Oberarm 7 und mit der Kolbenstange am Säulenkopf 3 angelenkte Arbeitszylinder 11 zur Bewegung des Oberarmes 7 am Säulenkopf 3 dient, verschwenkt der mit dem Zylinder am Oberarm 7 und mit der Kolbenstange am LInterarm 9 angelenkte Arbeitszylinder 12 den Unterarm 9 am Oberarm 7.

Am freien, kopfförmigen Ende 13 des Auslegerannes 5 bzw. des Unterarmes 9 ist ein Bedienungshebel 14 mit einem Druckknopf 15 vorgesehen. Dies ermöglicht es, das am Haken 10 hängende Werkstück 16 sozusagen von Hand in die Werkstückaufnahmen derjenigen Werkzeugmaschine 17 zu setzen, an welcher die Säule 1 bzw. der Säulenfuß 2 mit dem Flansch 4 befestigt ist Der Auslegerarm 5 folgt mit dem Ende 13 der Bewegung derjenigen Hand, mit welcher der Bedienungshebel 14 und der Druckknopf 15 erfaßt sind.

Gemäß Fig.2 und 3 sind die beiden doppelt wirkenden Arbeitszylinder 11 und 12 jeweils über eine gemeinsame Steuereinrichtung 18 mit einer gemeinsamen Druckflüssigkeitsquelle 19 üblicher Ausgestaltung verbunden, weiche im wesentlichen eine motorgetriebene Pumpe aufweist, welche Druckflüssigkeit aus einem Vorratsbehälter ansaugt Die Pumpe fördert in eine Druckflüssigkeitsleitung 20 zwischen der Druckmittelquelle 19 und der Steuereinrichtung 18, während von letzterer eine Druckflüssigkeitsrücklaufleitung 21 zum Vorratsbehälter der Druckflüssigkeitsquelle 19 führt Die Steuereinrichtung 18 ist über zwei Paare von Druckflüssigkeitsleitungen 22 und 23 mit den Arbeitszylindern 11 und 12 verbunden, wobei die Leitungen 22 und 23 jedes Paares an einen anderen Arbeitsraum 24 bzw. 25 der zugehörigen Arbeitszylinder 11 bzw. 12 angeschlossen sind.

Gemäß Fig.2 ist jedem Arbeitszylinder 11 bzw. 12 ein elektrohydraulisches Servoventil mit einer ersten Stufe 26 und einer davon hydraulisch gesteuerten zweiten Stufe 27 zugeordnet Die zweite Stufe 27 ist einerseits an die beiden Leitungen 20 und 21 angeschlossen, andererseits an die beiden Leitungen 22 und 23 des jeweils zugehörigen Arbeitszylinders U bzw. 12, in welche ein doppelt entsperrbares Rückschlagventil 28 eingeschaltet ist Die beiden elektromagnetischen Stellmotore 29 und 30 der ersten Stufe 26 sind jeweils elektrisch mit einem gemeinsamen Kreuzpotentiometer verbunden, welches von dem Bedienungshebel 14 verstellbar ist Zwischen den Druckflüssigkeitsleitungen 20 und 21 ist ein elektromagnetisches Absperrventil 21' vorgesehen, welches durch Betätigung des Druckknopfes 15 erregbar ist In unerregtem Zustand, d.h. in Ruhestellung, verbindet das Ventil 21' die Leitungen 20 und 21, so daß das hydraulische System drucklos ist und die Leitungen 22 und 23 zu den Arbeitszylindern 11 und 12 durch die doppelt entsperrbaren Rückschlagventile 28 gesperrt sind. Bei Betätigung des Druckknopfes 15 schaltet das Ventil 21' und sperrt den Bypass zwischen den Leitungen 20 und 21. Das hydraulische System ist dani betriebsbereit. Die Rückschlagventile 28 und die Servoventile 26, 27 sind beispielsweise an den jeweils zugehörigen Arbeitszylindern 11 bzw. 12 angebracht, während das erwähnte, nicht dargestellte Kreuzpotentiometer im kopfförmigen Ende 13 des Unterarmes 9 untergebracht ist.

Bei der Variante "ernäß F i °. 3 weist die Steucrein-

richtung 18 ein Steuerventil 31 mit vier Ausgängen 32, 33, 34 und 35 auf, von denen jeweils zwei einander gegenüberliegende Ausgänge 32 und 34 bzw. 33 und 35 an die Druckflüssigkeitsleiiungen 22 und 23 eines Arbeitszylinders 11 bzw. 12 angeschlossen sind. In jedes Leitungspaar 22, 23 ist ein elektrohydraulisch entsperrbares Sitzventil mit zwei federbelasteten Ventilkörpern 36 und zwei damit zusammenwirkenden Betätigungskolben 37 eingeschaltet Jeder Druckflüssigkeitsleitung 22 bzw. 23 ist dabei ein Ventilkörper 36 mit Betätigungskolben 37 zugeordnet. Der Raum zwischen den beiden Betätigungskolben 37 jedes Sitzventils ist durch eine Druckflüssigkeitsleitung 38 mit einem elektromagnetischen Ventil 39 verbunden, welches andererseits über eine Druckfiussigkeiisleiiung 40 mit dem Vorratsbehälter und über eine Druckflüssigkeitsleitung 41 mit der Pumpe der Druckflüssigkeitsquelle in Verbindung steht Der elektromagnetische Stellmotor 42 des Ventils 39 ist mit einem nicht dargestellten elektrischen Schalter verbunden, welcher vom Druckknopf 15 des Bedienungshebels 14 betätigt wird.

Die beiden Sitzventile 36, 37 sind beispielsweise jeweils an dem zugehörigen Arbeitszylinder 11 bzw. 12 angebracht während das Steuerventil 31 im kopfförmigen Ende 13 des Unterarmes 9 vorgesehen ist Der Bedienungshebel 14 greift in die beiden sich kreuzenden Langlocher 43 zweier übereinander liegender Platten 44 ein, durch welche jeweils zwei einander gegenüberliegende Kolben 45 und 46 bzw. 47 und 48 miteinander verbunden sind, welche die Ausgänge 32 und 34 bzw. 33 und 35 des Steuerventils 31 steuern.

Soll der Auslegerarm 5 verstellt werden, dann muß zunächst der Druckknopf 15 des Bedienungshebels 14 betätigt werden, so daß das Ventil 39 umschaltet und die Betätigungskolben 37 mit Druckflüssigkeit von der Druckflüssigkeitsquelle 19 her beaufschlagt werden. Der Auslegerarm 5 befindet sich dann im Verstellbereitschaftszustand. Es wird nunmehr der Bedienungshebel

ίο 14 beispielsweise in Richtung des Doppelpfeiles 49 in Fig.3 bewegt; dann wird der Arbeitszylinder 12 ein- oder ausgefahren und der Unterarm 9 am Oberarm 7 verschwenkt. Wird dagegen der Bedienungshebel 14 in Richtung des Doppelpfeiles 50 in F i g. 3 verschwenkt dann wird der Arbeitszylinder 11 wirksam, um den Oberarm 7 am Säulenkopf 3 zu verstellen. Bei Verschwenken des Bedienungshebels 14 in jeder anderen Richtung werden beide Arbeitszylinder 11 und 12 gleichzeitig betätigt

Der wälzgelagerte Säulenkopf 3 ist sehr leichtgängig und kann von Hand verdreht werden. Dennoch kann ein elektrohydraulischer Drehantrieb vorgesehen sein, welcher an die Druckflüssigkeitsquelle 19 angeschlossen ist

In F i g. 1 ist zur Veranschaulichung der Anordnung des Druckknopfes 15 der Kopf des Bedienungshebels 14 auch noch gesondert und in größerem Maßstab in einer Seitenansicht wiedergegeben.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 Patentansprüche:

1. Kran zum Einsetzen und Entnehmen schwerer Werkstücke in bzw. aus Werkzeugmaschinen, der eine senkrechte Säule mit um die Säulenlängsachse drehbarem Kopf und an diesem einen zweiteiligen Ausleger aufweist, welcher aus einem um eine waagerechte Achse schwenkbaren Oberarm und einem um eine zur Oberannschwenkachse parallele Achse schwenkbar verbundenen Unterarm mit einem Werkstückaufnehmer am freien Ende des Unterarms besteht, wobei zum Schwenken des Oberarms ein Arbeitszylinder vorgesehen ist, der durch ein Ventil betätigbar ist, dessen Bedienungshebel in unmittelbarer Nähe des Werkstückaufnehmers angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitszylinder (11) zum Schwenken des Oberarms (7) ein doppelt wirkender Hydraulikzylinder ist, daß ein weiterer doppelt wirkender Hydraulikzylinder (12) zum Schwenken des Unterarms (9) gegen den Oberarm (7) vorgesehen ist und daß zur Steuerung der Bewegung des Werkstückaufnehmers (10) in vertikaler und horizontaler Richtung in unmittelbarer Nähe des Werkstückaufnehmers (10) ein mit den beiden elektromagnetischen Stellmotoren (29,30) der ersten Stufe (26) jedes von zwei Servoventilen (26, 27) elektrisch verbundenes Kreuzpotentiometer bzw. ein Steuerventil (31) mit vier Ausgängen (32 bis 3S) angeordnet ist, welches Kreuzpotentiometer bzw. Steuerventil (31) durch den in jeder Richtung schwenkbaren Bedienungshebel (14) verstellbar bzw. betätigbar ist, wobei jedes Servoventil (26, 27) bzw. das Steuerventil (31) eingangsseitig an eine Druckflüssigkeitsquelle (19) angeschlossen und mit dem einen bzw. dem anderen der beiden Arbeitszylinder (11 und 12) verbunden ist, und zwar das Steuerventil (31) mit jeweils einem zusammengehörigen, gleichzeitig gesteuerten Ausgangspaar (32,34 bzw. 33,35).

2. Kran nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Druckknopf (15) am Bedienungshebel (14) zum Einschalten des Verstellbereitschaftszustandes des Auslegerarmes (5), wobei zwischen jedem Arbeitszylinder (U bzw. 12) und dem zugehörigen Servoventil (26, 27) bzw. dem Steuerventil (31) ein elektrohydraulisch entsperrbares Rückschlagventil (28; 36, 37, 38, 39) vorgesehen ist, welche Rückschlagventile durch Betätigung des Druckknopfes (15) am Bedienungshebel (14) entriegelbar sind.