DE2414181A1 - Vorrichtung zur hubseilzugsteuerung bei kraenen - Google Patents

Vorrichtung zur hubseilzugsteuerung bei kraenen

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Description

DIPL. ING. K. HOLZEK AIIGSBUKG
PHILIPPINE-WELS EB-3TBA88B 1« TSMfOWf MtMIt
W. 660
Augsburg, den 21. März 197^·
Westinghouse Electric Corporation, Westinghouse Building, Gateway Center, Pittsburgh, Allegheny County, Pennsylvania 15222, V.St.A.
Vorrichtung zur Hubseilzugsteuerung bei Kränen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Hubseilzugsteuerung bei Kränen zwecks Übertragung einer vorgebbaren Hubkraft über ein Hubseil mit einer Seilsehleife veränderlicher Länge auf eine Last, mit einem Zylinder und einem darin verschieblichen Kolben, dessen Kolbenstange eine die Seilsehleife spannende Seilrolle trägt, die zusammen mit
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der Kolbenstange zwecks Verlängerung oder Verkürzung der Seilschleife verschiebbar ist.
Es treten beispielsweise bei Bordkränen von Schiffen Schwierigkeiten auf, wenn schwere Lasten aus dem Wasser emporgehoben werden müssen und.sich das scheinbare Gewicht des zu hebenden Objektes beim Austauchen aus dem Wasser wegen der Auftriebsverminderung ändert. Es ist auch schwierig, eine Last mit dem Bordkran genau zu positionieren, wenn sich das Schiff und der Kran infolge von Wellen heben.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs dargelegten Art zur Hubseilzugsteuerung so auszubilden, daß diese ein selbsttätiges genaues Positionieren der Last unabhängig von Bewegungen des Kranes ermöglicht.
Im Sinne der Lösung dieser Aufgabe ist eine solche Vorrichtung gemäß der Erfindung durch einen weiteren im Zylinder angeordneten Kolben, der den Zylinderinnenraum in eine von der Zylinderstirnwand und vom weiteren Kolben getrennte erste Kammer und eine vom erstgenannten Kolben und vom weiteren Kolben getrennte zweite Kammer unterteilt, weiter durch eine Hydraulikeinrichtung zur Beaufschlagung der ersten Kammer mit Hydraulikflüssigkeit und durch eine
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Druekgaseinrichtung gekennzeichnet, welche die zweite Kammer mit einem bestimmten einstellbaren Gasdruck beaufschlagt.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen beispielsweise beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung
eines Schiffkrans mit einer Vorrichtung zur Hubseilzugsteuerung nach der Erfindung,
Fig. 2 einen Schnitt durch die erfin
dungsgemäße Vorrichtung,
Fig. 3 ein Schaltbild der Hydraulik- und
der Druckgaseinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Fig. 1 zeigt einen Teil eines Schiffes mit einem darauf drehbar angeordneten Bordkran 3. Der Kran 3 weist einen Sockel 5, eine darin drehbar gelagerte Hubseiltrommel Y, einen nicht dargestellten, mit der Hubseiltrommel 7 gekuppelten Antrieb und einen mittels eines Zapfens 11 kipp-
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bar mit dem Sockel 5 verbundenen Ausleger 9 auf. Am oberen Teil des Sockels 5 ist eine Steuerseiltrommel angeordnet, die durch einen nicht dargestellten Antrieb drehbar ist und auf welcher ein vorzugsweise als Drahtseil ausgebildetes Steuerseil 15 zum Wippen des Auslegers 9 aufgewickelt ist. Das freie Steuerseilende ist am freien Ende des Auslegers 9 befestigt. Am freien Ende des Auslegers sind Seilrollen drehbar gelagert. Außerdem ist eine als Kolben-Zylinder-Anordnung ausgebildete Hubseilzugsteuervorrichtung 19 am Ausleger angeordnet, deren eines Ende am Ausleger befestigt ist und deren anderes Ende von den Seilrollen IJ weg und auf diese zu bewegbar ist. Am freien bzw. beweglichen Vorrichtungsende ist eine bewegliche Seilrolle 21 drehbar gelagert.
Auf der Hubseiltrommel 7 ist ein vorzugsweise als Stahlseil ausgebildetes Hubseil 23 aufgewickelt, welches über eine der Rollen 17 am Ende des Auslegers 9 läuft, danach entlang des Auslegers abwärts verläuft, von der beweglichen Seilrolle 21 umgelenkt wird, wieder entlang des Auslegers nach oben verläuft, über die andere Rolle 17 geführt ist und dann vom Ausleger herabhängt und eine anzuhebende Last trägt.
Gemäß Pig. 2 weist die Seilzugsteuervorrichtung I9 einen Zylinder ~51, einen ersten darin verschieblichen Kolben J50
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und einen zweiten darin verschieblichen, schwebenden Kolben 35 auf. Der erste Kolben 33 besitzt eine axial verlaufende Kolbenstange 37* deren Querschnittsfläche kleiner als die Querschnittsfläche des zugehörigen Kolbens 33 ist. Dadurch ist zwischen dem Zylinder 31 und der Kolbenstange 37 eine Ringkammer 39 gebildet.
Zwischen der Kolbenstange 37 und dem mit dieser zusammenwirkenden Ende des Zylinders 31 ist in einer Umfangsnut 43 der Zylinderstirnwandung eine O-Ringdichtung angeordnet.
Das andere Zylinderende ist geschlossen und zwischen der Stirnwandung des geschlossenen Zylinderendes und dem schwebenden Kolben 35 ist eine Kammer 45 gebildet.
Zwischen dem schwebenden Kolben 35 und dem Kolben 33 befindet sich eine weitere Kammer 47. Der Kolben 33 ist mit einer Vielzahl von Durchtrittsöffnungen 49 versehen,· durch welche Druckmittel mit gesteuerter Geschwindigkeit zwischen der Ringkammer 39 und der Kammer 47 hin- und herströmen kann.
Am geschlossenen Ende des Zylinders 31 ist ein Hydraulikflüssigkeitseinlaß 51 vorgesehen, durch welchen Hydraulikflüssigkeit in die Kammer 45 einleitbar ist.
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Neben dem offenen Zylinderende 1st ein Druckgaseinlaß 53 angeordnet, durch welchen Gas in die Ringkammer 39 eingeleitet werden kann. Der mittels der Hydraulikflüssigkeit zuführb'-re Druck ist wesentlich höher als der mittels des Druckgases erzielbare Druck, so daß der Hydr^ulikdruck den Gasdruck übersteuern kann.
Fig. 3 zeigt ein Strömungsdiagramm der zum Betrieb der Hubseilzugsteuerungsvorrichtung 19 verwendeten Druckmitteleinrichtungen. Ein Hydraulikflüssigkeit enthaltender Behälter 6l steht über eine Leitung 63 mit dem Hydraulikeinlaß 51 des Zylinders 31 in Verbindung. In die Leitung 63 ist eine Hydraulikpumpe 65 eingeschaltet, deren Saugseite mit dem Behälter 6l verbunden ist und welche die Kammer 45 mit unter Druck stehender Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt. Zwischen der Pumpe 65 und der Kammer 45 liegt ein Regulierventil 6j in der Leitung 63, welches die Hydraulikflüssigkeitsströmung zur Kammer 45 steuert. Ein Überdruckventil 69 begrenzt den Druck in der Leitung 63 auf einen vorgebbaren Wert, indem es Hydraulikflüssigkeit in den Behälter 6l zurückströmen läßt, wenn der Druck den vorgebbaren Wert übersteigt.
Eine Druckgasflasche Jl ist mit dem Gaseinlaß 53 Zylinders 3I über eine Leitung 73 verbunden. In der Leitung befindet sich ein Druckregler 75· Außerdem ist unmittelbar stromab des Druckreglers 75 ein Absperrventil 77 und stromab
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dieses Absperrventils eine Kreuzung 78 in die Leitung 73 eingeschaltet. Ein Zweig 79 der Kreuzung 78 steht mit einem Entlüfteventil 8l in Verbindung und ein anderer Zweig 83 der Kreuzung 78 ist mit einer Expansionskiammer 85 verbunden. Zwischen der Kreuzung 78 und der Expansionskammer 85 ist ein Trennventil 78 in der Zweigleitung 83 angeordnet.
Die Arbeitsweise der Vorrichtung 19 zur Hubseilzugsteuerung ist folgendermaßen:
Der Druckregler 75 wird auf einen bestimmten Druckwert eingestellt, db-r von der anzuhebenden Last 25 abhängt. Das Absperrventil 77 und das Trennventil 87 sind geöffnet und' das Entlufteventil 8l ist geschlossen, so daß Druckgas aus der Gasflasche 71 in die Expansionskammer 85 und in die Kammern 39 und 47 des Zylinders 3I strömen können. Das Druckgas in den Kammern 39 und K1J beaufschlagt den Kolben 33 und verschiebt diesen mit seiner Kolbenstange 37, wenn die Hubseiltrommel 7 das Hubseil 23 aufwickelt und die Last 25 angehoben wird, um ein bestimmtes Stück, das vom Gewicht der Last 25 abhängt. 'Während die Last 25 durch das Wasser hindurch angehoben wird, gleicht das Druckgas Stöße aus und bewegt die Kolbenstange 37 auswärts oder einwärts, wodurch die wirksame Hubseillänge verkürzt oder vergrößert wird, wenn das Schiff stampft oder schlingert, so daß das
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Hubseil 23 unter einem im wesentlichen konstanten Druck stent. Die Expansionskammer 85 kann in od^r f-ußer Betrieb gesetzt werden, wodurch das wirksame Gasvolumen in der Vorrichtung drastisch veränderbar ist und die Ansprechcharekteristik der Vorrichtung verändert werden kann. Eine Änderung des eingestellten Druckes durch Verstellen .des Druckreglers 75 verändert auch die Ansprechcharakteristik der Vorrichtung.
Wenn die Last durch die Wasseroberfläche hindurch angehoben wird, ist wegen der Verminderung des Auftriebs eine vergrößerte Hubkraft erforderlich. An dieser Stelle wird das hydraulische Steuerventil 6j geöffnet, so daß unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit in die Kammer 45 eintreten und den schwebenden Kolben 35 zum Kolben 33 hin verschieben kann, wodurch die Kolbenstange 37 weiter ausgefahren und die Last 25 schnell angehoben wird. Während dieser Betriebsphase, wenn die Hydraulikflüssigkeit zum Ausfahren der Kolbenstange 37 zwecks Anhebens der Last verwendet wird, kann es wünschenswert sein, die Hubseiltrommel 7 drehfest zu verriegeln, damit sie das Hubseil 23 nicht abspulen kann, denn die Hydraulikflüssigkeit übt über die Kolbenstange 37 und die bewegliche Seilrolle 21 eine große Kraft auf das Hubseil aus.
Die oben beschriebene Vorrichtung 19 zur Hubseilzug-
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Steuerung ermöglicht es vorteilhafterweise eine Steuerung des Zuges des Hubseils 23, in dem Seil eingezogen oder freigegeben wird und dadurch eine im wesentlichen konstante Hubkraft zum Anheben der Last 25 selbst dann ausgeübt wird, wenn das Schiff 1 und der Bordkran 3 infolge von Wellen einer heftigen Bewegung.unterworfen sind. Die Federkonstante bzw. die Ansprechcharakteristik des pneumatischen Teils der Vorrichtung ist leicht veränderbar, so daß sie entweder durch "Veränderung des pneumatischen Druckes oder durch Veränderung des Gasvolumens in der oben beschriebenen Weise leicht der jeweiligen Belastung angepaßt werden kann.
Der hydraulische Teil der Vorrichtung erzeugt eine große Hubkraft, wobei die erzielbare Hubgenauigkeit -und die erzielbare Hubgeschwindigkeit günstiger als entsprechende Werte von motorgetriebenen Kränen vergleichbarer Preisklasse sind. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht auch in vorteilhafter V/eise die Verwendung eines Hubseiltrommelantriebs, der für das Anheben und Absenken der Last innerhalb des Wassers ausgelegt sein kann, für welchen Fall die Hubgeschwindigkeit niedrig und das Lastgewicht um den Auftrieb im Wasser vermindert sind. Wenn die Hydraulikeinrichtung auf das Anheben schwerer Lasten über eine kurze Hubhöhe bei großer Hubgeschwindigkeit ist, kann der Aufwand für den reinen Kranantrieb beträchtlich vermindert werden.
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Claims (3)

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Hubseilzugsteuerung bei Kränen zwecks Übertragung einer vorgebbaren Hubkraft über ein Hubseil mit einer Seilschleife veränderlicher Länge auf eine Last, mit einem Zylinder und einem darin verschieblichen Kolben, dessen Kolbenstange eine die Seilschleife spannende Seilrolle trägt, die zusammen mit der Kolbenstange zwecks Verlängerung oder Verkürzung der Seilschleife verschiebbar ist, gekennzeichnet durch einen weiteren im Zylinder (31) angeordneten Kolben (35)* der den Zylinderinnenraum in eine von der Zylinderstirnwand und vom weiteren Kolben begrenzte erste Kammer (45) und eine vom erstgenannten Kolben (33) und vom weiteren Kolben begrenzte zweite Kammer (47) unterteilt, T/jeiter durch eine Hydraulikeinrichtung (6l, 65, 67, 69) zur Beaufschlagung der ersten Kammer mit Hydraulikflüssigkeit und durch eine Druckgaseinrichtung (71* 75* 77* 8l, 85* 87)* welche die zweite Kammer mit einem bestimmten einstellbaren Gasdruck beaufschlagt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckgaseinrichtung (7I, 75, 77, 8l, 85, 87) durch einen an dem die Kolbenstange (37) führenden Ende des Zylinders (31) angeordneten Druckgaseinlaß (53) und mindestens eine in Axialrichtung verlaufenden Durchtritts-
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öffnung (49) im erstgenannten Kolben (33) mit der zweiten ' Kammer (47) in Verbindung steht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Durchtrittsöffnungen (49) im erstgenannten Kolben (33) einen verhältnismäßig kleinen Querschnitt besitzen, so daß die Gasströmung durch diese Durchtritts-Öffnungen zwecks Dämpfung von auf den erstgenannten Kolben wirkenden Stoßen gedrosselt ist.
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