DE2539754B2

DE2539754B2 - Gerät mit Vierpunkt-Abstützung eines schweren Körpers auf einem anderen Körper

Info

Publication number: DE2539754B2
Application number: DE19752539754
Authority: DE
Inventors: Werner Dr.-Ing. 4044 Kaarst Rixen
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1975-09-06
Filing date: 1975-09-06
Publication date: 1978-10-26
Also published as: DE2539754A1; FR2377296A1

Description

3ie Erfindung bezieht sich auf ein Gerät der im erbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.
iur Abstützung eines schweren Körpers auf einem ieren Körper — z. B. zur Abstützung einer Plattform, tv lche eine zu befördernde Antriebsstation einer rderbandanlage trägt, auf dem Grundkörper eines eirauDcn-Fahrwerkes — erweist sich die Dreipunkt-Abstützung, die sonst wegen der praktisch bestimmten Kraftübertragung bevorzugt wird, manchmal als nicht geeignet, wenn für die Unterbringung der die drei Unterstützungspunkte bildenden Stützmittel nicht genügend Raum zur Verfügung steht und daher die Stützbasis unerwünscht klein wird. Andererseits besteht bei einer Vierpunkt-Abstützung die Gefahr, daß infolge einer Auswanderung des Schwerpunktes des abzustützenden Körpers eines der Stützmittel überlastet ist und/oder ein Stützmittel ganz entlastet wird und so die Vierpunkt-Abstützung in eine Dreipunkt-Abstützung mit entsprechend kleiner Stützbasis übergeht.

Eine eine Vierpunkt-Abstützung aufweisende Vorrichtung ist aus der DT-PS 6 95 881 bekannt. Diese Vorrichtung, die zum Ausrichten von Maschinenbetten und Werkstücken dient, weist zwei oder mehr als Unterstützungspunkte dienende Kolbenstützen auf, die in kommunizierend miteinander verbundenen Zylindern arbeiten. Die Kolbenstützen dienen dabei ledigleich zum Ausrichten durch Auswiegen einer ruhenden Last und werden danach durch unbewegliche Stützen ersetzt. Für die Unterstützung einer auf einem Fahrwerk angeordneten, bewegbaren Last ist diese Vorrichtung nicht geeignet.

Weiter ist aus der DE-OS 22 13 418 eine Vorrichtung zum horizontalen bzw. vertikalen Richten eins Flugzeug-Dreibeinbock-Hebers o. ä. Geräts bekannt, dessen höhenverstellbare Stützelemente als hydraulische Zylinder-Kolben-Geräte ausgebildet und an eine gemeinsame Pumpe über je ein Umsteuerglied angeschlossen sind. Bei dieser eine Dreipunkt-Abstützung aufweisenden Vorrichtung dient die Höhenverstellung der Stützelemente lediglich der Ausrichtung des Hebegeräts, während die Last über einen einzigen zentralen hydraulischen Hubzylinder bewegt wird.

Ein anderes bekanntes Dreibeingestell zum lagegenauen Abstützen schwerer Geräte, z. B. eines Radartuims (DE-AS 14 48 549) weist ebenfalls hydraulische Zylinder-Kolben-Geräte als höhenverstellbare Stützelemente auf, die sich jeweils über einen Kugelzapfen auf einem Sockel abstützen. Bei einem der drei Stützelemente ist der eine untere Gleitfläche aufweisende Kugelzapfen von dem Sockel vermittels eines weiteren hydraulischen Kraftgeräts abhebbar, um durch Wärmedehnungen hervorgerufene horizontale Verschiebebewegungen ausführen zu können. Der Beaufschlagungsdruck dieses weiteren hydraulischen Kraftgeräts wird durch ein Druckbegrenzungsventil auf einen bestimmten Höchstwert begrenzt. Eine Anregung, verschiedene Drücke bei mehreren hydraulischen Kraftgeräten einzustellen, vermittelt diese Schrift nicht.

Der im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Lösung liegt die Aufgabe zugrunde eine Vierpunkt-Abstützung eines schweren Körpers auf einem anderen Körper so zu gestalten, daß auch bei beengtem Raum eine verhältnismäßig große Stützbasis unter Vermeidung der genannten Nachteile erzielt wird.

Die Erfindung bringt den Fortschritt, daß insbesondere auch dann, wenn die Stützmittel zum Anheben und Absenken des schweren Körpers eingerichtet sind, Gefahren aus Überlastung und Entlastung der Stützmittel vermieden werden. In diesen Fällen sind die Stützmittel vorzugsweise als hydraulische Zylinder-Kolben-Geräte ausgebildet. Dabei wird zweckmäßig durch besondere Vorkehrungen gewährleistet, daß sowohl das Anheben als auch das Absenken des Körpers in allen vier Punkten gleichmäßig erfolgt, sowie auch, daß ein Anheben selbsttätig unterbleibt, wenn der Schwerpunkt

des zu hebenden Körpers ungünstig in bezug auf die Vierpunkt-Stützbasis liegt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Anzeige der Lage der Resultierenden aus den auf die Stützmittel wirkenden lotrechten Kräften mit Bezug auf ein Feld entsprechend Anspruch 2 gibt dem Bedienungsmann eine gute optische Übersicht über die jeweils herrschenden Lastverhältnisse, auf die er sich einstellen und die er, falls erforderlich, korrigieren kann.

Durch die Merkmale des Anspruchs 3 wird während des Hubvorgangs auf einfache Weise von vornherein eine Kraftverteilung erzielt, die der gewünschten sehr nahe liegt, so daß in jedem Fall nur noch ein geringfügiger Regeleingriff erforderlich ist, um die gewünschte Kraftverteilung zu erhalten.

Die Maßnahme nach Anspruch 4 ermöglicht ein »weiches« Anlegen der Stützmittel an den Last-Körper vor der eigentlichen Lastaufnahme, während die nach Anspruch 5 ein etwaiges seitliches Abrutschen oder Umkippen des Lastkörpers verhindert.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 ein Zweiraupen-Fahrwerk in einem lotrechten Längsmittelschnitt,

Fig.2 eine Stirnansicht — teils im Schnitt — dieses Zweiraupen-Fahrwerkes,

F i g. 3 schematisch die Vierpunkt-Stützbasis und

F i g. 4 ein Hydraulik-Schaltbild.

Das Zweiraupen-Fahrwerk hat einen kastenförmigen Grundkörper 1, der sich zwischen den beiden Raupen 2 befindet und auf die zugehörigen Fahrwerksträger in nicht näher dargestellter Weise in drei Punkten abstützt. Jede der beiden Raupen 2 kann unabhängig von der anderen mit Hilfe zweier Hydromotoren 3 über einen Antriebsstern angetrieben werden. Die Druckflüssigkeit hierzu liefert eine Pumpe, die von einem Verbrennungsmotor 5 angetrieben wird.

Der Grundkörper 1 trägt eine Plattform 6, die mit Hilfe von vier hydraulischen Kraftgeräten gehoben und gesenkt werden kann. Nach der Darstellung in F i g. 1 und 2 ist die Plattform 6 in ihre tiefste Lage abgesenkt. Sie ruht hierbei auf einer Gruppe von Rollen 7, die auf der Oberseite des Grundkörpers t gelagert sind und von denen wenigstens eine mit einem Antriebsmotor 8 versehen ist. Die Plattform 6 ist gegenüber dem Grundkörper 1 so ausgerichtet, daß ihre Mitte in der lotrechten Mittellinie 9 des Zweiraupen-Fahrwerkes liegt. Das erfolgt mit Hilfe eines zylindrischen Zapfens 10, der in einem fest im Grundkörper 1 sitzenden Zylinder 11 schiebbar geführt ist. Er ist mit der Plattform 6 durch einen Ansatz in einem Einpunkt-Gelenk verbunden. Dieses wird dadurch gebildet, daß eine Kugel-Kalotte 12 des Ansatzes in einer fest in der Plattform 6 sitzenden Kugelpfanne 13 gelagert ist.

Die hydraulischen Kraftgeräte zum Anheben und Absenken der Plattform 6 haben vier fest in dem Grundkörper 1 sitzende Zylinder 14 in solcher Anordnung, daß ihre lotrechten Mittellinien 15 — in der Draufsicht nach F i g. 3 betrachtet — die Ecken eins Quadrates bilden, dessen Mittelpunkt in der lotrechten Mittellinie 9 des Zapfens 10 liegt. Bei der Darstellung nach F i g. 1 und 2 sind die Kolben 16 der hydraulischen Kraftgeräte in die Zylinder 14 so weit eingefahren, daß ihre gewölbten Auflagerflächen mit einem gewissen Abstand unterhalb der Plattform 6 liegen.

Wie Fig. 2 zeigt, sind innerhalb der kastenförmig ausgebildeten Plattform 6 auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten in der Nähe von den Ecken der Plattform Haken 17 so gelagert, daß sie mit Hilfe von hydraulischen Stellgliedern 18 in der Weise nach oben ausgefahren und geschwenkt werden können, daß sie den Boden eines mittels der Plattform anzuhebenden schweren Körpers fest mit der Plattform 6 verklammern.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel betrifft den Fall,

IQ daß das Zweiraupen-Fahrwerk — als sogenannte »Rückraupe« — dazu dient, Antriebsstationen von Förderbandanlagen zu befördern, wenn die Förderbandanlage — etwa entsprechend dem fortschreitenden Abbau in einem Tagebaubetrieb — gerückt wird. Eine entsprechende Antriebsstation hat ein portalartiges Gerüst. In die Portal-Öffnung wird das Zweiraupen-Fahrwerk eingefahren, wobei die Plattform6 in der dargestellten Weise auf die Rollen 7 abgesenkt ist. Das Zweiraupen-Fahrwerk wird hierbei so gelenkt, daß die lotrechte Mittellinie 9 zumindest annähernd durch den Schwerpunkt der zu befördernden Antriebsstation hindurch geht. Die Plattform 6 wird mittels des Antriebsmotors 8 über die zugehörige Rolle 7 so gedreht, daß sie gegenüber der Antriebsstation in der das spätere Verklammern ermöglichenden Weise ausgerichtet wird.

Alsdann vverden die Kolben 16 aus den Zylindern 14 so weit nach oben ausgefahren, daß die Plattform 6 zur Anlage an der die Portalöffnung oben abschließenden Wand der Antriebsstation anliegt. Das geschieht unter Anwendung eines mäßigen Flüssigkeitsdruckes innerhalb der Zylinder 14, der nicht ausreicht, um die Antriebsstation vom Boden abzuheben. Die Plattform 6 wird alsdann mittels der Haken 17 fest mit der

j-, Antriebsstation verbunden. Beim Anheben der Plattform 6 wird über die Kugelpfanne 13 und die Kugelkalotte 12 der Zapfen 10 mitgenommen, so daß er um eine entsprechende Strecke aus dem Zylinder U herausgezogen wird.

Darauf werden die Kolben 16 in die Zylinder 14 eingefahren. Nun wird das Raupenfahrwerk in die Richtung gebracht, in welcher die Antriebsstation befördert werden soll. Das geschieht durch einen gegenläufigen Antrieb der beiden Raupen 2, so daß sich

4·-, das Raupenfahrwerk in der gewünschten Weise um die lotrechte Mittellinie 9 dreht. Dabei verhindert der in dem Zylinder 11 geführte Zapfen 10 ein seitliches Abgleiten des Raupenfahrwerkes.

Alsdann werden die Kolben 16 wieder ausgefahren,

so und zwar zunächst mit dem mäßigen Flüssigkeitsdruck, bis sie an der Unterseite der Plattform 6 anliegen. Danach werden die vier Kolben mit einem höheren Flüssigkeitsdruck nach oben ausgefahren, so daß über die Plattform 6 die Antriebsstation vom Boden abgehoben wird und in der gewünschten Richtung an den Ort eines neuen Einsatzes gefahren werden kann.

Wesentlich ist es, daß sich hierbei die Auflast auf die vier Kolben 16 so verteilt, wie es der Fall ist bei einer starren Platte, die auf vier Federn aufliegt. Es soll also

bo vermieden werden, daß einer der Zylinder überlastet wird, was eine Überlastung des betreffenden Fahrwerksträgers und der Raupe zur Folge hätte, und es soll auch eine völlige Entlastung eines der Zylinder und soii.it ein Abkippen der angehobenen Antriebsstation

hj verhindert werden.

Für die vier auf die Kolben 16 wirkenden Kräfte F₁, Fi, F}, Ft₁ ergeben sich für die genannte Bedingung die folgenden Gleichungen, wenn — gemäß Fig. 3 — die

gesamte Auflast mit A, die waagerechten Koordinaten ihrer Wirkungslinie mit χ und yund die Seitenlänge des durch die Punkte 15 gebildeten Stütz-Quadrates mit a bezeichnet sind:

ι _-.-'■_ ι -^v 4 V " Ii ~ α

F₂ =

A
4

2 ■■ - "> ^ΛΛ

"(I Il J

1 ■- + 1

Dieses Gleichungssystem ist erfüllt, wenn
(F₁ + F₃) - (F₂ + F₄) = 0.

Die vier jeweils in den Zylindern 14 auftretenden Kräfte Fi, Fi, Fi, Ft werden durch Messung der Flüssigkeitsdrücke in den Zylindern ermittelt. Aus diesen Meßwerten errechnet ein Gerät den Wert

(F, + F₁) - (F₂ + F₄).

Dieser Wert wird dem Bedienungsmann des Fahrwerkes angezeigt. Wenn der Wert von Null abweicht, steuert der Bedienungsmann eines der vier Kraftgeräte so. daß der Kolben 16 gehoben oder gesenkt wird, bis der angezeigte Differenz-Wert wenigstens annähernd gleich Null wird. Hierdurch wird die Kräfte-Verteilung dem System einer starren Platte auf vier Federn ausreichend angenähert. Das kann auch durch einen selbsttätigen Regeivorgang erfolgen, z. B. mit einem Dreipunkt-Regler und einem Wegeventil zur Steuerung eines der Zylinder oder mit Hilfe eines stetigen Reglers mit einem Servo-Ventil.

Nach F i g. 4 sind die vier Zylinder 14 parallel zueinander mit ihren oberen und unteren Enden wahlweise über vier Umschalter 19 an die Druckleitung 20 einer Pumpe 21 anschaltbar. Die Verbindung des unteren Endes jeder der vier Zylinder 14 mit der Druckleitung 20 erfolgt — unabhängig von den jeweils anderen drei Zylindern 14 — über ein Stromregelventil 22, das mit vier Rückschlagventilen 23 in Gleichrichter-Brückenschaltung angeordnet ist. Zwischen jedem Stromrcgelventil 22 und dem unteren Ende des Zylinders 14 befindet sich ein Rückschlagventil 24, welches ein Absenken des Kolbens 16 nur gestattet, wenn es aus der Druckleitung 20 augesteuert wird. An das untere Ende jedes der Zylinder 14 ist ferner ein Sicherhcits-Überdruckventil 25 angeschlossen.

An die Druckleitung 20 ist ein /weislufiges Druckbegrenzungsventil 26 angeschlossen.

Wenn in der beschriebenen Weise die Plattform 6 zunächst nur bis zur Anlage an der die Portalöffnunj; oben abschließenden Wand der Antriebsstation angehoben werden soll, ohne die Station anzuheben, wird an dem Druckbegrenzungsventil 26 ein entsprechend niedriger Druck eingestellt, mittels dessen die Kolben 16 ausgefahren werden. Dabei kann es vorkommen, dali sich die Plattform zunächst nicht mit ihrer ganzen Fläche an die erwähnte Wand der Antriebsstation anlegt. Das wäre der Fall, wenn die Kolben 16 infolge einer durch das Gelände bedingten Neigung des Grundkörpers 1 des Raupenfahrwerkes unterschiedliche Wege bis zum Anliegen der über ihnen befindlichen Punkte der Plattform an der erwähnten Wand zurücklegen müßten. Dann würde der Gleichlauf der vier Kolben 16, der an sich durch die Stromregelventile 22 gewährleistet ist, jeweils nur für diejenigen Kolben n, 16 wirksam sein, die ihren Weg nach oben noch nicht beendet haben.

Wenn die Antriebsstation nach der Befestigung an

der abgehobenen Plattform 6 vom Boden abgehoben werden soll, werden alle vier Kolben 16 dank den

ι-, Stromregelventilen 22 gleichmäßig ausgefahren, so daß nicht die Gefahr des Abkippens besteht. Ebenso erfolgt beim Absenken der Antriebsstation das Einfahren der Kolben 16 in die Zylinder 14 gleichmäßig, nachdem die Umschalter 19 auf Senken umgeschaltet und die

2(i Rückschlagventile 24 aufgesteuert sind.

F i g. 3 zeigt zwei Felder zur Begrenzung der Auswanderung der Auflast A gegenüber der lotrechten Mittellinie 9 in Form zweier Quadrate 27, 28, die mittig zu der lotrechten Mittellinie 9 und um 45° verdreht gegenüber dem durch die Punkte 15 bestimmten Quadrat liegen. Die Auflast A darf nicht aus einem dieser Felder auswandern, damit nicht die jeweils höchste zulässige Belastung eines der Zylinder 14 überschritten wird. Nach F i g. 3 befindet sich die Auflast A innerhalb des Feldes 27, so daß die diesem entsprechende höchstzulässige Zylinderkraft nicht erreicht ist. Das Feld 28, das eine kleinere Quadratseite hat als das Feld 27, entspricht einer kleineren höchstzulässigen Zylinderbelastung. Die jeweilige Lage der Auflast A mit Bezug auf die Felder 27 oder 28 wird selbsttätig durch eine Rechenanlage aus den gemessenen Einzelkräften Fi, F₂, Fi, Fa in den vier Zylindern ermittelt. Die ermittelte Lage der Auflast A mit den Koordinaten a und y wird für den Bedienungsmann angezeigt, so daß er erforderlichenfalls die Rückraupe so manövrieren kann daß die Auflast innerhalb des jeweils in Betrachl kommenden Feldes 27 oder 28 liegt. Es ist naturgemäß auch möglich, daß selbsttätig das Ausfahren der Kolben 16 zwecks Anhebens der Antriebsstation blockiert wird solange sich die Auflast A außerhalb des betreffender Feldes 27 oder 28 befindet.

Die Erfindung ist nicht auf die Anwendung be Zweiraupen-Fahrwerken zur Beförderung von Antriebsstationen von Förderbandanlagen beschränkt sondern kann für Vierpunkt-Abstützungen unterschiedlicher Geräte verwendet werden, z. B. bei einen Schaufelrad-Lader, dessen Gerüst sich in vier Punkter auf Fahrwcrksträger für Raupen, gummibereifte Rädei oder ein Schienenfahrwerk stützt. Auch für fahrbart Erdöi-Bohrstationen kommt die Anwendung der Erfin dung in Betracht. Sofern die Stützmittel nicht zurr Anheben einer Plattform od. dgl. dienen, genügt es wenn eines der Stützmittel in Höhenrichtung einstellbai ist. Dann werden die Belastungen der drei nicht ir Höhenrichtung einstellbaren Stützglieder beispiclswei se mit Hilfe von Dehnmeßstreifen gemessen.

Im übrigen ist es für das Wesen der Erfindung nich erforderlich, daß gemäß F i g. 3 die Mittellinien 115 dei vier Zylinder 14 die Ecken eines Quadrates bilden. Sie können auch in den Ecken eines Rechteckes oder eine: Parallelogramms liegen.

I hi'izii 2

Claims

Patentansprüche:

1. Gerät mit Vierpunkt-Abstützung eines schweren Körpers auf einem anderen Körper, insbesondere einer Plattform od. dgl. auf einem Fahrwerk, wobei wenigstens eines der Stützmittel höhenverstellbar ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen zum Messen der jeweiligen Belastung jedes der vier Stützmittel (14, 16), welche die in den Ecken eines Parallelogramm angeordneten Unterstützungspunkte (15) bilden, in Verbindung stehen mit einer Einrichtung, welche die beiden Summen der jeweiligen Belastungen F\ + F und Fi + fi) je zweier diagonal einander gegenüberliegender Stützmittel ermittelt und bei Ungleichheit dieser Summen deren Unterschied anzeigt, und daß eine Regeleinrichtung bei Ungleichheit der ermittelten Summen (F\ + F3 und Fi + F<) eine solche Höheneinstellung wenigstens eines der Stützmitte) (14,16) bewirkt, daß die beiden Summen der Belastungen je zweier diagonal einander gegenüberliegender Stützmittel wenigstens annähernd einander gleich sind.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Messen der jeweiligen Belastungen jedes der die vier Unterstützungspunkte (15) bildenden Stützmittel (14, 16) in Verbindung stehen mit einer Einrichtung, die aus den gemessenen Werten ermittelt und anzeigt, welche Lage die Resultierende (A) aus den auf die Stützmittel wirkenden lotrechten Kräften mit Bezug auf ein Feld (27, 28) einnimmt, das durch Linien der höchstzulässigen Belastung der einzelnen Stützmittel begrenzt ist. i^r>

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die die vier Unterstützungspunkte bildenden Stützmittel als hydraulische Zylinder-Kolben-Geräte ausgebildet und an eine gemeinsame Pumpe über je ein Umkehrsteuerglied angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwischen Umsteuerglied (19) und hydraulischem Zylinder-Kolben-Gerät (14, 16) ein Stromregelventil (22) mit Gleichrichter-Brückenschaltung geschaltet ist.

4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckleitung (20) der Pumpe (21) mit einem Druckbegrenzungs-Ventil (26) zum Einstellen unterschiedlicher Flüssigkeitsdrücke versehen ist.

5. Gerät nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckbegrenzungs-Ventil >o (26) derart in Wirkverbindung mit der Einrichtung zur Ermittelung der Lage der Resultierenden (A) steht, daß es selbsttätig bei einer ungünstigen Lage dieser Resultierenden den auf die Stützmittel (14,16) wirkenden Flüssigkeitsdruck so beschränkt, daß er « nicht zum Anheben der Plattform (6) od. dgl. ausreicht.