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Titel: Vorrichtung zur Mamentbegrenzung für Kräne mit
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Gelenkauslegern, besonders solche; die zur Montage auf Lastwagen
vorgesehen sind Beschreibung Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet eine Vorrichtung
zur
Momentbegrenzung für Kräne mit Gelenkauslegern, besonders solche, die zur Montage
auf Lastwagen vorgesehen sind.
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Das technische Problem, welches sich die Erfindung in der Hauptsache.
zu lösen verspricht, liegt in der Verwirklichung einer Vorrichtung, die in der Lage
ist, Augenblick für Augenblick das tatsächliche Moment zu erfassen, das auf dem
Kran lastet, unabhängig von der durch diesen eingenommene Stellung, und die automatisch
den Betrieb des Krans blockiert und nur die Ausführung der Auslegerbewegungen ermöglicht,
die als Gesamtwirkung eine Abschwächung des tatsächlichen den Kran belastenden Momentes
herbeiführen.
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Die durch die vorliegende Erfindung gegebenen Vorteile sind die konstruktive
Einfachheit, welche die Anwendung auch bei Kränen von kleiner Tragkraft ermöglicht,
sowie die hohe Zuverlässigkeit. Diese und noch weitere Vorteile werden durch die
vorliegende Erfindung erreicht, die in einer automatischen Vorrichtung zur Momentbegrenzung
für Kräne mit Gelenkauslegern besteht, besonders solche, die zur Montage auf Lastwagen
vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass sie wie folgt enthält: - Eine Apparatur
zum Erfassen der Verformungen an einem Teil der Kranstruktur, an dem die genannten
Verformungen proportional zu dem tatsächlichen Moment resultleren, dem der Kran
in dem Auta(anblick ausgesetzt ist; - eine Kontrollvorrichtung, die dazu dient,
den Umfang der erfassten Verformung mit einem maximal zulässigen Grenzwert zu
vergleichen,
der vorher festgelegt wurde, und dds Au*,tösen eines Elektroventils zum Ablassen
zu steuern, das in den hy draulischen Steuerkreis des Krans zwischen Förderleistung
der Pumpe und Ablauf parallelgeschaltet ist; - Mittel, die zusammen mit der genannten
Kontrollvorrichtung, dem genannten Elektroventil und den Verteilern für die Hydraulikwinden
arbeiten und dazu dienen, bei Erreichen des gtnannten Momentgrenzwertes nur die
Bewegungen der Auslegerwinden ausführen zu lassen, die als Gesamtwirkung ein Abschwächen
des Momentes, dem der Kran ausgesetzt ist, herbeizuführen; die genannten Mittel
enthalten Elemente zum Erfassen der verschiedenen Arbeitspositionen der einzelnerl
Verteiler -zur Steuerung der einzelnen genannten Winden, die zum aktivieren nach
einer vorbestimmten logischen Folge eines ersten Stromkreises dienen, der zur Betätigung
des genannten Elektroventils bestimmt und in Serie an die Kabelschuhe des Stromkreises
für das Elektroventil selbst angeschlossen ist.
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Weitere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen
deutlicher aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung einer vorgezogenen,
jedoch nicht ausschliesslichen Verwirklichungsform hervor, die rein als Beispiel
und nicht begrenzend in den beiliegenden Zeichnungen darge ie III ii , von denerl
- Abb. 1 die schematische Seitenansicht eine. Kranes mit Golenkauslegern zeigt,
der auf einem Lastwagen montiert und mit der Vorrichtung nach der Erfindung versehen
ist - Abb. 2 zeigt in Vergrösserung ein Detail aus Abbildung 1;
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Abb. 3 zeigt das elektrische und hydraulische Schaltschema der Erfindung; - Abb.
4, 5 und 6 zeigen die Verteiler zur Steuerung der einzelnen Winden für die Ausleger
des Krans zusammen mit den Elementen zum Erfassen der verschiedenen Arbeitspositionen
der Verteiler selbst, die in der Lage sind, nach einer vorbestimmten logischen Folge,
den in der Abb. 3 gezeigten Stromkreis zu aktivieren.
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unter Bezugnahme auf die genannten Abbildungen ist mit (1) insgesamt
ein Hydraulikkran mit Gelenkauslegern bezeichnet, der auf einem Lastwagen (2) montiert
ist.
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Der Kran (1,) enthält eine um.eine vertikale Achse drehbare Säule
til), die durch einen.Drehsattel (19) auf einem am Rahmen des Lastwagens (2) befestigten
Sockel (20) gehalten wird. An der oberen Spitze der drehbaren Säule (11) ist scharnierartig
ein Primärausleger (12) befestigt, dessen eigene Drehbewegung durch zinke Winde
(17) ausgelöst wird, die zwischen dem Ausleger selbst und der drehbaren Säule (11)
wirkt. Ein Sekundärausleger (13) ist scharnierartig mit seinem unteren Ende an dem
anderen Ende des Primärauslegers (12) befestigt. Eine Winde (18) steuert die Rotation
des Sekundärauslegers (13) im Verhältnis zu dem Primärausleger.(l2), indem ihre
Wirkung zwischen letzterem und dem Sekundärausleger (13) liegt. Der Sekundärausleger
(13) ist teleskopisch und enthält zwei Auszüge (15) und (ló-), die-durch eine Winde
betätigt werden (14). Die Winden (17), (18) und (14) werden jeweils von den Verteilern
(7), (8) und (4) gesteuert.
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Am Fuss der drehbaren Säule (11), auf der Ebene, die alle Achsen von
allen Auslegern (12) und (13) und der Auszüge (15), (16) des Krans enthält, ist
ein Dehnungsmesser (5) angebracht, der zu einer Apparatur zum Erfassen der Biegeverformungen
der drehbaren Säule (11) gehört, wenn der Kran unter Belastung steht. Der Dehnungsmesser
(5) ist an der drehbaren Säule (II) in einer solchen Position angebracht, in der
die Biegeverformunyen der Säule.selbst proportional zu dem Gesamtmoment liegen,
welchem der Kran in dem Augenblick durch die Wirkung der von ihm aufgehobenen Last
(3) ausgesetzt ist. Der Dehnungsmesser (5) wandelt die Biegeverformung am Fuss der
drehbaren Säule (11) in ein elektrisches Signal um, dessen Stärke proportional zu
der Verformung und folglich zu dem insgesamt den Kran belastenden Moment. Das genannte
Signal wird an eine Kontrolivorrichtung elektronischer Art (Karte) (6) geleitet,
die in der Lage ist, das genannte Signal und damit den Umfang der erfassten Verformung
mit einem maximal zulässigen Grenzweri- zi vergleichen, der vorher im Verhältnis
zu dem maximal iulässi gen Moment, mit dem der Kran unter Berücksichtigung der Sicherheit-belastet
werden-kann, festgelegt wurde. Im Falle des Erreichens oder des Überschreitens des
genannten Grenzwertes, steuert die Kontrollvorrichtung (6) elektrisch die Betätigung
eines Elektroventils zum Ablassen (9), welches in dem Hydraulikkreis zur Steuerung
des Krans zwischen der Förderleistuhg der Pumpe (10) und dem Ablauf (21) parallelgeschaltet
ist.Bei @rreichen des maximalen Grenzwertes des für den Kran zutässigen
Momentes,
befiehlt die in den Stromkreis zur Steuerung des Elektroventils (9) eingesetzte
KontrollLorrichtung (6) auf Grund des Signals von dem Dehnungsmesser (5) die Öffnung
des Elektroventlls selbst, wodurch die Förderung der Pumpe (10) direkt zum Ablauf
geleitet wird. In dieser Situation können die Winden (17), (18) und (14)- nicht
mehr mit der unter Druck stehenden Flüssigkeit gespeist werden und der gesamte Kran
wird folglich in der Position angehalten, in der er sich befindet. Für den Fall
jedoch, dass das Moment unterhalb des maximal zulässigen Grenzwertes liegt, verhalten
sich der Dehnungsmesser.(5) und die Kontrollvorrichtung (6) wie ein noch mal geschlossener
Kontakt in dem Steuerkreis des.Elektroventils (9), welches geschlossen und in erregtem
Zustand ist.
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Sollte jedoch der.für das den Kran belastende Moment zulässige Grenzwert
erreicht sein, wird das Elektroventil (9) von der Kontrollvorrichtung (6) beruhigt,
welche grundsätzlich so funktioniert; dass sie den Steuerkreis für das Elektroventil
selbst öffnet, der durch eine Batterie (22) gespeist wird; Bei angehaltenem Kran
werden alle die Bewegungen.der Winden (17), (18) und (14) verhindert, die eine Erhöhung
des Abstandes der Last (3) von der Achse der drehbaren Säule (11) und damit eine
Zunahme des den Kran belastenden Momentes bewirken.
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t rrfindunq arbeitet auf diese Weise wie eine Sicherheitsvc.rrichtung
und verhindert In jeder (beiderseitigen) Stellung der Kranausleger das Überschreiten
des zulässigen Grenzwertes des Momentes. Unter diesen Anhaltebedingungen des Kranbetriebes
sind
jedoch nicht die Bewegungen der Winden (17), (18) und (14) verhindert, die als Gesamtwirkung
das Abschwächen des den Kran belastenden Momentes herbeiführen, das heisst eine
Verringerung des Abstandes zwischen der Last und der drehbaren Säule (11). Dies
wird durch Elemente erreicht, in diesem Falle Mikroschalter, die in der Lage sind,
die verschiedenen Arbeitspositionen der einzelnen Verteiler (7), (8) und (4) zur
Betätigung der einzelnen Winden (17), (18) und (14) zu erfassen und nach einer vorbestimmten
logischen Folge einen Stromkreis (23) zu aktivieren zur Wiederherstellung, der vorgesehen
ist, um das Elektroventil (9) zu betätigen, und der in dem Steuerstromkreis für
das Elektroventil selbst mit der Kontrollvorrichung (6) parallelgeschaltet ist-.
An den Wiederherstellungsstromkreis (23) sind ein Mikroumschalter (24) und die Mikroschalter
(25), (26), (27) und (28) angeschlossen. Der Mikroumschalter (24) arbeitet als Endschalter
und ist am Ende des Sekundärauslegers (13) angebracht, um das erfolgte vollkommene
Einschieben der Auszüge (15) und (16) anzuzeigen. Zu diesem Zweck ist am Ende des
Auszuges (16) eine Nocke (29) angebracht, die bei vollkommen eingeschobenen Auszügen(15)
und (16) mechanisch den Mikroumschalter (24) auslöst. Die genannten Mikroschalter
werden durch kleine Zapfen (30) betätigt, die mit Hebeln oder Nocken versehen werden
können oder auch nicht, welche koaxial zu den Stäben (31) der Verteiler (4), (7)
und (8) angebracht sind, wobei sie mit diesen Stäben an der Seite verbunden sind,
die demBedienungshebel
(32) für die Verteiler selbst gegenüberliegt.
In Abb. 3 sind die Positionen - offen oder geschlossen - des Mikroumschalters (24)
und der Mikroschalter (25), (26), (27) und (28) dargestellt, und zwar im Verhältnis
zu den Arbeitsstellungen, in denen die Auszüge (15) und (16) ausgeschoben sind und
den Winden (14-), (17) und (18) weder unter DruckÖl zugeführt noch abgelassen wird;
diese Arbeitsstellung der'genannten Winden wird erreicht, wenn sich die Stäbe (31)
der entsprechenden Verteiler in der mittleren Position befinden, welche der Position
(0) der betreffenden Hebel (32) entspricht. Der kleine und mit dem Vertei.Ler -(4),
der die Winde (14) betätigt, verbundene Zapfen (30) Löst den Mikroschalter (26)
aus,.der bei Hebel: (32) in der Position (0) normalerweise offen ist, und zwar nur
dann wenn sich der Stab des Verteilers in einer solchen Stellung befindet, die das
Einschieben der Auszüge (15) und (16j befiehlt. Der kleine Zapfen (30), der mit
dem Verteiler (7) verbunden ist, welcher die Winde (17) des Pri.märauslegers (12)
steuert, löst über eine Vorrichtung mit schräge Ebene, die einen mit einem angelenkten
Hebel (34) verbundenen Zapfen (33) auf- und abgleiten Lässt, den entsprechenden
Mikroschalter (2) aus, der in der Position (0) des Hebels (32) normalerweise geschlossen
ist, und zwar in beiden möglichen Positionen, welche der Stab (31) des Verteilers
(7) einnehmen kann, und steuert so jeweils das Heben und Senken der.Winde (17).
Der kleine Zapfen, der mit dem Stab (31) des Verteilers (8), welcher die Winde (18)
steuert, verbunden ist, betätigt einen
Mikroschalter (27), der
bei Hebel (32) in.Position (0) normalerweise geschlossen ist, sowle einen Mikroschalter
(28), der normalerweise offen ist. Der Mikroschalter (27) wird auf die gleiche Weise
und durch die gleichen Vorgänge ausgelöst wie der Mikroschalter (25), der an dem
Verteiler (7) vorgesehen ist. Der Mikroschalter (28) Ist auf die gleiche Art angeordnet
und wird ausgelöst wie der Mikroschalter (26) auf dem Verteiler (4). Aus dem in
Abbildung 3 dargestellten.Schema geht deutlich hervor, dass bei normalem Betrieb,
das heisst in dem Fall, in dem das den Kran insgesamt belastende Moment unterhalb
des maximal zulässigen Grenzwertes liegt, das Elektroventil (9) geschlossen und
durch den eigenen Steuerstromkreis erregt bleibt, da sich der Dehnungsmesser (5)
und die Kontrolivorrichtung (6) wie ein normal geschlossener Kontakt in dem gleichen
Steuerstromkrels des Elektroventils.verhalten. Der Bedienende kann also ruhig die
Hebel (32) aller Verteiler (4), (7) und (8) betätigen, um die üblichenHebe-und Umsetzvorgänge
für die Last (3) auszuführen. Bei Erreichen des maximal zulässigen Grenzwertes des
den Kran belastenden Momentes befiehlt die Kontrollvorrichtung (6) die Öffnung des
Steuerstromkreises des Elektroventils (9) und:bewirkt damit die Beruhigung desselben
und folglich die Öffnung, wodurch die unter Druck stehende und von der Pumpe (10)
ausgestossene Flüssigkeit direkt dem Ablauf zugeführt wird.
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Unter diesen Umständen werden die Verteiler (4), (7) und (8) nicht
mit der unter Druck stehenden Flüssigkeit gespeist und
folglich
können auch bei manueller Betätigung der Hebel (32) weder die Bewegung des Primärauslegers
(12), noch die Rotation des Sekundärauslegers (13), noch das Ausfahren der Auszüge
(15) und (16) herbeigeführt werden. Durch das Vorhandensein des Wiederherstellungsstromkreises
(23), der mit den Mikroschaltern (25), (26), (27) und (28) verbunden ist, und wodurch
ein Erfassen der Betriebspositionen der Stäbe der Verteiler (7), (4) und (8) erfolgen
kann, ist jedoch die Ausführung derjenigen Windenbewegungen möglich, die als Gesamtwirkung
eine Abschwächung des Momentes herbeiführen, welchem der Kran untertiegt. Tatsächlich
sind die möglichen Arbeiten der Reihenfolge nach a) das Einschieben der Auszüge,
was erfolgt, indem der Stab (31) des Verteilers (4) nach rechts geschoben wird,
und zwar durch Umsetzen des Hebels (32) aus der Position (O) in die Position (R);
b) das Senken des Sekundärauslegers (13), was nur dann erfolgen kann, wenn die Auszüge
(15) und (16) vollkommen eingeschoben sind, was nur dann erreichbar ist, wenn der
Stab (31) des Verteilers (8) durch die Rotation des entsprechenden Hebels (32) aus
der Position (O) in die Position (D) nach rechts geschoben wird. Wie sehr leicht
aus dem Schema des Wiederherstellungsstromkreises (23) in Abbildung 3 erkennbar
ist, bewirkt das Ausführen des Vorgangs a) das Schliessen des Mikroschalters (26)
und damit des gesamten Wiederherstel-lungsstromkreises (23) in dem Steuerstromkreis
des Elektroventils (9), welches dadurch erregt und somit geschlossen wird. Die Ausführung
des Vorgangs b) bewirkt
das Öffnen des Mikroschalters (27) und
das Schliessen des Mikroschalters (28) mit dem entsprechenden Schliessen des gesamten
Wiederherstellungsstromkreises (23), und zwar nur in dem Fall, in dem die Auszüge
(15) und (16) vollkommen eingeschoben sind. Bei Ausführung der Vorgänge a) und b)
würden, solange das den Kran belastende Moment gleich oder. über dem maximal zuzulässigen
Grenzwert bleibt, ein ungewolltes Verschieben des [Iebels (32) von dem Verteilers
(7) in beide Richtungen sowie eventuelle Bewegungen der Hebel (32) der Verteiler
(4) und (8) in entgegengesetzte Richtungen zum Einschieben der Auszüge (15) und
(16) und zum Senken des Sekundärauslegers (13) keine Wirkung haben, da der Wiederherstellungsstromkreis
(23) sofort geöffnet werden würde. Das Ventil würde also offen bleiben.
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Um die Einstellarbeiten an der Kontrollvorrichtung zu erleichtern
(6), ist in der Vorrichtung selbst ein Stellpotentiometer.oder ähnliches vorgesehen,
mit dem es möglich ist; für jeden einzelnen Kran und auf Grund des tatsächlichen
Momentes, für das er vorgesehen ist, den zulässigen maximalen Grenzwert einzustellen.
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Natürlich können an der Erfindung zahlreiche Ånderurlgen ;)rdktischer
Art an de.n Konstruktionsdetails angebracht werden, ohne jedoch aus dem beanspruchten
Schutzbereich der erfinderischen Idee herauszugehen.