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Hebeeinrichtung mit einem Anschluß für ein Tragseil
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Die Erfindung betrifft eine Hebeeinrichtung mit einem Nutzlastaufnahmeorgan
und mit einem Anschluß für ein Tragseil und mit Verbindungsbauteilen zwischen diesem
Anschluß für ein Tragseil und dem Nutzlastaufnahmeorgan, wobei eine druckmittelbetätigte
Ausgleicheinrichtung, durch die die Lage des Anschlusses für das Tragseil relativ
zu dem Lastaufnahmeorgan veränderbar ist, in den Verbindungsbauteilen angeordnet
ist, wobei durch diese Ausgleichseinrichtung die Lage des Anschlusses für das Tragseil
relativ zu dem Lastaufnahmeorgan abhängig von der Lage des Schwerpunktes der aufgenommenen
Last relativ zu dem Lastaufnahmeorgan und damit - da der Schwerpunkt der Gesamthebeeinrichtung
einschließlich Nutzlast sich immer genau lotrecht unter dem Tragseil einpendelt
- abhänqig von der Winkellage zwischen Tragseil und Verbindungsbauteilen veränderbar
ist und zum Zwecke des Steuerns dieser Veränderungsbewegung eine Steuereinrichtung
aufweist, die ihrerseits abhängig ist von der Winkellage zwischen dem lotrechten
Tragseil und einem der Verbindungsbauteile.
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Eine solche Hebeeinrichtung ist bekannt als ein Krangeschirr mit einer
ebenen Lastaufnahmefläche und einem C-förmigen Bügel, der als Verbindungsbauteil
die Lastaufnahmefläche mit einem Kranhakenschäkel verbindet, wobei an diesem Bügel
eine druckmittelbetätigte Lastabschiebe- und Lastaufziehvorrichtung angelenkt ist,
die eine Last auf die ebene Lastaufnahmefläche ziehen oder von dieser abschieben
kann. Da in diesem Fall nicht möglich ist, genau vorherzusagen, an welchem Punkt
der Lastaufnahmefläche die Nutzlast nach beendetem Aufnahmevorgang ruhen wird und
damit, in welchem Abstand von dem Bügel der Schwerpunkt der Nutzlast sich befinden
wird, ist es in diesem besonderen Falle zweckmäßig, daß die Lage des Kranhakenschäkels
gegenüber dem C-förmigen Bügel selbsttätig der Lage der Nutzlast angepaßt wird.
Deshalb ist an dieser Einrichtung bereits eine Ausgleicheinrichtung der vorgenannten
Art vorgesehen, deren Steuereinrichtung sich abhängig von dem Winkel zwischen einem
in Verlängerung
des Tragseiles hängenden Schäkel und dem Bügel einstellt
(DE-OS 1816652).
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Zur Versorgung dieser Ausgleichseinrichtung, aber auch der Lastaufnahme-
und Abschiebeeinrichtung mit Druckmittel ist dabei an dem Krangeschirr eine Pumpe
mit Elektromotor vorgesehen, wobei der Elektromotor über ein parallel zu dem Tragseil
geführtes Kabel mit Energie versorgt wird. Eine solche Energiezufuhr über Kabel
ist nicht nur sehr aufwendig, sondern ist auch nur möglich, wenn bestimmte Vorbereitungsmaßnahmen
an dem Kran getroffen worden sind und ist darüberhinaus insofern gefährlich, als
die zur Energiezuführung dienenden elektrischen Kabel leitungen zumindest auf einem
Teil ihrer Länge nicht geschützt werden können und damit der Gefahr ausgesetzt sind,
daß sie beschädigt werden, wobei durch solche Beschädigungen elektrische Spannung
in die beschädigenden Bauteile geleitet werden kann, die zu weiteren Gefahren führt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden
und für die Ausgleichseinrichtung eine Druckmittelverv sorgungseinrichtung zu schaffen,
die einen zusätzlichen Elektromotor an der Hebeeinrichtung oder eine sonstige Energiezuführungseinrichtung
wie Kabel oder Schlauchleitungen zu der Hebeeinrichtung entbehrlich macht.
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Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1
angegebenen Merkmale gelöst. Das Prinzip einer solchen Druckmittelversorgungseinrichtung,
bei der die bei Straffen des Tragseiles durch die in diesem wirkenden Kraft unter
Ausnutzen des Gewichtes der Hebeeinrichtung und der Nutzlast zum Erzeugen der Gegenkraft
aufgebrachte Energie zum Erzeugen des Druckmittel stromes ausgenutzt wird, gehört
bereits zum zu berücksichtigenden Stand der Technik, (Patentanmeldung P 34 19 363.4),
ist jedoch noch nicht öffentlich bekannt. Da der maximale Verschiebeweg begrenzt
ist und nicht mehr Druckmittel benötigt werden kann als der Druckmittelzylinder
der Ausgleichseinrichtung aufnimmt, genügt als Pumpeinrichtung ein einfacher Pumpzylinder,
dessen Verdrängungsvolumen unter Berücksicht J~ U einer angemessenen Reserve dem
Verdrängungsvolumen des Druckmittelzylinders der Ausgleichseinrichtung entspricht.
Es muß nur
dafür gesorgt werden, daß bei jedem Schlaffwerden des
Tragseiles der Pumpzylinder sich wieder füllt und zu diesem Zweck der Kolben unter
Wirkung eines Energiespeichers, beispielsweise einer Feder oder auch nur des Eigengewichtes
des Anschlußteiles für das Tragseil, zurückgedrängt wird. Die bei Straffen des Tragseiles
durch den Hubantrieb des Kranes zugeführte Energie reicht bei dem zur Verfügung
stehenden Seilweg ohne weiteres aus, um eine beschränkte, für die Ausgleichseinrichtung
erforderliche Energiemenge zuzuführen.
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Dadurch kann der bei der bisher bekannten Einrichtung vorgesehene
Elektromotor entfallen, der nicht nur kostspielig ist, sondern dessen Gewicht auch
das Eigengewicht der Hebeeinrichtung vergrößert und dessen Energieversorgung über
Kabel mit Schwierigkeiten verbunden ist. Die Erfindung besteht also in der Ubertragung
der bisher bereits angemeldeten, aber noch nicht veröffentlichten Lösung für eine
Energieversorgung auf vorliegenden Fall, d. h.
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in der Anwendung der vorgeschlagenen Druckmittelversorgungsart für
die Versorgung einer Ausgleichseinrichtung mit Druckmittel.
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Die Ausgleichseinrichtung gemäß der Erfindung ist somit "autark".
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Besonders zweckmäßig ist eine solche Anwendung, wenn das Nutzlastaufnahmeorgan
eine Trageinrichtung ("Spreader') für einen Container ist. Die Container sind oft
so beladen, daß der Schwerpunkt außerhalb der Mitte liegt. Wenn die Trageinrichtung
dann an einem Gabelstapler oder einer speziellen Containerstapelvorrichtung vorgesehen
ist, spielt das keine Rolle, da ein solcher Gabelstapler oder eine solche Stapeleinrichtung
die Trageinrichtung zwangsläufig horizontal bzw. parallel zur Fahrbahn führt. In
diesem Falle wäre es aber auch kein Problem, Energie aus dem Gabelstapler bzw. der
Stapeleinrichtung zuzuführen. Wird jedoch die Containertrageinrichtung an einen
Kran angehängt, pendelt sich der Container mit der Trageinrichtung derart ein, daß
der Schwerpunkt unter dem Tragseil liegt. Zum zielgenauen Absetzen ist es jedoch
erforderlich, daß der Container genau waagerecht liegt.
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Benötigt das Lastaufnahmeorgan, beispielsweise Container-Trageinrichtung,
ihrerseits Druckmittel, so kann dieses Lastaufnahmeorgan
an die
Pumpeinrichtung der Ausgleicheinrichtung angeschlossen werden, sofern diese ausreichend
dimensioniert ist.
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Da das Tragseil in belastetem Zustand immer vertikal steht, kann dann
dieses unmittelbar oder mittelbar über ein in Verlängerung unter diesem hängendes
Zwischenglied zur Bestimmung der Winkel lage des Lastaufnahmeorganes bei aufgenommener
Nutzlast gegenüber der Horizontalen benutzt werden. Es kann aber auch vorgesehen
sein, daß die Steuereinrichtung der Ausgleichseinrichtung selbst mit einem pendelnd
aufgehängten Gewicht verbunden ist, wobei der Winkel zwischen dem Hebel, an dem
dieses Gewicht befestigt ist, und einem Verbindungsbauteil als Steuersignal herangezogen
wird, wobei die Größe dieses Gewichtes und die Größe des Hebelarms, an den dieses
angelenkt ist, ausreichend dimensioniert sein muß, um die Steuereinrichtung zu betätigen.
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Als besonders zweckmäßig kann sich in speziellen Fällen erweisen,
wenn die Ausgleichseinrichtung mit der Pumpeinrichtung eine selbständige Einrichtung
ist, an die wahlweise verschiedene Nutzlastaufnahmeorgane, beispielsweise Containertrageinrichtungen,
anhängbar sind.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dargestellt und ist die Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele näher erläutert.
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Figur 1 zeigt eine Seitenansicht zu einer Ausgleichseinrichtung mit
Containertrageinrichtung.
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Figur 2 zeigt eine Draufsicht zu Figur 1.
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Figur 3 zeigt ein Schaltschema zu der Ausgleichseinrichtung gemäß
den Figuren 1 und 2.
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Figur 4 zeigt eine Seitenansicht einer anderen Ausgestaltungsform
einer Ausgleichseinrichtung, an die wiederum eine Containertrageinrichtung
angehängt
ist und Figur 5 zeigt eine Draufsicht zu Figur 4.
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Der Kranhakenschäkel 1 ist Anschluß für ein in der Zeichnung nicht
mehr dargestelltes Tragseil, das im Verwendungsfall in den Kranhakenschäkel 1 angehängt
wird, so daß die Einrichtung an jeden beliebigen Kran bzw. Tragseil eines solchen
angehängt werden kann.
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Der Kranhakenschäkel 1 ist mit der Kolbenstange 2 verbunden, an derem
unterem Ende ein Kolben 3 befestigt ist, der in einem Zylinder 4 verschiebbar ist.
Gegen den Kolben 3 ist eine Feder 5 abgestützt, die andererseits gegen den kolbenstangenseitigen
Zylinderdeckel abgestützt ist. Der Zylinder 4 ist an seinem unteren Ende mit zwei
Gelenklaschen 6 versehen, von denen jede eine Bohrung aufweist, wobei durch die
beiden zueinander koaxialen Bohrungen ein Bolzen 7 gesteckt ist, der durch die Bohrung
einer weiteren Anschlußlasche 8 führt, die mit der Oberseite eines Schiebebüqels
9 verbunden ist. Die Seitenteile des Schiebebügels 9 umgreifen C-förmig je einen
Tragfiansch 10 an einem Zwischentragteil 11, an dem vier Seile 12 befestigt sind,
von denen jedes andererseits an einer Lasche 13 befestigt ist, wobei diese vier
Laschen 13 an zwei Vierkantquerträgerrohren 14 befestigt sind, die die Gabeleinschubtaschen
einer Containertrageinrichtung bilden, deren Hauptteil 15 auf den Vierkantquerträgerrohren
14 gelagert ist, wobei aus dem Hauptteil 15 zwei Teleskopteile 16 ausfahrbar sind,
die in bekannter Weise Tragzapfen 17 für Container aufweisen.
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Am oberen Ende des Zylinders 4 ist ein Ausleger 18 befestigt, an dem
gelenkig eine Schieberkolbenstange 19 gelagert ist, die an dem Schieberkolben 20
der Steuereinrichtung 21 befestigt ist.
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Auf der Oberseite des Tragbügels 9 ist ein Druckmittelspeicherbehälter
22 gelagert, von dem aus eine Saugleitung 23, in der ein Rücklaufsperrventil 24
angeordnet ist, zu dem kolbenstangenseitigen Druckraum 25 des Pumpzylinders 4 führt.
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Von dem gleichen Druckraum 25 ausgehend führt eine Leitung 26 zu der
Steuereinrichtung 21, deren Schieberkolben 20 zwei Ringräume 27 und 28 aufweist,
derart, daß in Neutral lage des Schieberkolbens 20 dessen Mittelteil die Mündung
der Leitung 26 verschließt.
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An die Steuereinrichtung 21 sind weiterhin zwei Leitungen 32 und 33
angeschlossen, die zu den beiden Druckräumen des Druckmittelzylinders 34 führen,
in dem ein Kolben 37 verschiebbar ist, dessen Kolbenstange 35 mit dem Schiebebügel
9 verbunden ist, während der Zylinder 34 selbst mit dem Zwischentragteil 11 verbunden
ist. Wird der Schieberkolben 19 nach in der Zeichnung rechts verschoben, verbindet
der Ringraum 27 die Leitungen 26 und 33 miteinander und gleichzeitig werden die
Leitungen 30 und 32 durch den Ringraum 28 miteinander verbunden. Durch Verschiebung
des Schieberkolbens 19 nach in der Zeichnung links werden entsprechend die Leitungen
26 und 32 miteinander und die Leitungen 29 und 33 miteinander verbunden. Die Leitungen
29 und 30 sind an die Leitung 31 angeschlossen, die zu dem drucklosen Behälter 22
führt. Von der Steuereinrichtung 21 führen zwei Leitungen 32 und 33 zu dem Druckmitteizylinder
34, in dem der Kolben 37 verschiebbar ist, der mit der Kolbenstange 35 verbunden
ist, die mit dem Schiebebügel 9 verbunden ist, während der Zylinder 34 an dem Zwischentragteil
11 befestigt ist.
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Die Teile 2 bis 11 und 18 bis 35 bilden die Ausgleicheinrichtung,
die dazu dient, die mittels der Seile 12 angehängte Containertrageinrichtung 15,
16, 17 gegenüber dem Kranhakenschäkel 1 derart zu verschieben, daß jeweils bei horizontal
liegender Containertrageinrichtung 15, 16, 17 der Schwerpunkt des aufgenommenen
Containers unter dem Kranhakenschäkel 1 liegt.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Bei schlaffem Tragseil ist unter der
Wirkung der Feder 5 der Kolben 3 gan in den Pumpzylinder 4 hinein verschoben. Über
die Leitung 23 und das Rücklaufsperrventil 24 ist der Druckraum 25 des Pumpzylinders
4 mit Druckflüssigkeit gefüllt. Wird nunmehr das Tragseil straffgezogen, wirkt die
in dem Tragseil wirkende Kraft auch auf die Kolbenstange 2 und damit den Kolben
3 und setzt das Druckmittel in dem Druckraum 25 in dem
Pumpzylinder
4 unter Druck. Hängt dabei die Containertrageinrichtung 15, 16, 17 horizontal, befindet
sich der Schieberkolben 20 der Steuereinrichtung 21 in der in Figur 3 dargestellten
Lage mit der Folge, daß die Mündung der Leitung 26 abgesperrt ist und die ganze
Ausgleicheinrichtung als ein starres Bauteil angehoben wird.
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Befindet sich jedoch der Schwerpunkt in Figur 1 oder 2 links von dem
Kranhakenschäkel 1, so wird die Containertrageinrichtung mit ihrem in Figur 1 und
2 linken Ende sich tiefer hängen als mit dem rechten Ende, damit der Schwerpunkt
unter den Kranhakenschäkel 1 gelangen kann. Dadurch schwenkt der Pumpzylinder 4
um den Bolzen 7 gegenüber dem Schiebebügel 9, so daß sich das Gelenk zwischen dem
Ausleger 18 der Schieberkolbenstange 19 dem Gelenk 36 zwischen der Steuereinrichtung
21 und der Schiebebügel 9 nähert und somit die Schieberkolbenstange 19 in die Steuereinrichtung
21 hineindrückt mit der Folge, daß der Ringraum 27 die Leitunqen 26 und 33 miteinander
verbindet und der Ringraum 28 die Leitungen 32 und 33 miteinander verbindet mit
der Folge, daß Druckmittel aus dem Druckraum 25 des Pumpzylinders 4 über die Leitungen
26 und 33 in den kolbenstangenseitigen Druckraum des Zylinders 34 strömt, während
aus dem kolbenseitigen Druckraum das Druckmittel durch die Leitungen 32 und 31 zu
dem Behälter 22 abfließt. Dadurch wird die Kolbenstange 35 in den Zylinder 34 eingefahren
und der Schieberbügel 9 gegenüber dem Zwischentragteil 11 nach in der Zeichnung
links verschoben, so daß sich der Schwerpunkt der Nutzlast gegenüber dem Kranhakenschäkel
1 nach rechts verschiebt, bis der Schwerpunkt bei horizontal liegender Containertrageinrichtung
15, 16, 17 unter dem Kranhakenschäkel 1 liegt und damit mit der horizontalen Lage
der Containertrageinrichtung wieder ein rechter Winkel zwischen der Achse des Pumpzylinders
4 und dem Schiebebügel 9 hergestellt ist und damit der Schieberkolben 20 wieder
in die Lage gefahren ist, in der er die Mündung der Leitung 26 abschließt.
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Wurde bei dieser Verfahrbewegung des Schiebebügeis 9 auf dem Zwischentragteil
11 der Gelenkbolzen 7 durch irgendeine Einrichtung im Raum festgehalten, würde der
Schwerpunkt der Nutzlast bei der sich ergebenden Schwenkbewegung und Verfahrbewegung
auf einer
flachen Kurvenbahn, deren Krümmungsmittelpunkt unterhalb
der Kurvenbahn liegt, verschoben, wobei gleichzeitig das nach unten hängende linke
Ende der Containertrageinrichtung 15, 16, 17 angehoben und das rechte Ende abgesenkt
wird. Tatsächlich aber bleibt der Tragzapfen 7 nicht raumfest, sondern in Folge
der Verdrängung von Druckmittel aus dem Druckraum 25 sinkt der Pumpzylinder 4 und
damit der Tragzapfen 7 ab, so daß die Gesamteinrichtung sich absenkt, entsprechend
der Verschiebung des Kolbens 3 in den Pumpzylinder 4.
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Hängt die Containertrageinrichtung 15, 16, 17 nach rechts, weil der
Schwerpunkt sich rechts von dem Kranhakenschäkel 1 in Figur 1 befindet, so ergibt
sich sinngemäß die entgegengesetzte Funktion: die Schieberkolbenstange 19 wird aus
der Steuereinrichtung 21 herausgeschoben, so daß der Schieberkolben 20 mit seinem
Ringraum 28 die Leitungen 26 und 32 miteinander verbindet, so daß durch diese Druckmittel
in den kolbenseitigen Druckraum des Zylinders 34 fließt während gleichzeitig aus
dem kolbenstangenseitigen Druckraum des Zylinders 34 über die Leitung 33, den Ringraum
27 und die Leitungen 29 und 31 Druckmittel in den Behälter 22 abfließt mit der Folge,
daß die Kolbenstange 35 aus dem Zylinder 34 ausgefahren wird und somit der Schiebebügel
9 nach in den Figuren 1 und 2 rechts auf dem Zwischentragteil 11 verschoben wird,
bis wiederum die horizontale Lage der Containertrageinrichtung 15, 16, 17 erreicht
ist und damit der Steuerschieber 20 in seine Neutrallage zurückkehrt, in der die
Mündung der Leitung 26 absperrt.
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In der Zeichnung ist der Einfachheit halber die Steuereinrichtung
21 als Einrichtung mit einem Schieberkolben der üblichen Art dargestellt. In der
Praxis würde eine solche die Folge haben, daß zwischen dem Umfang des Schieberkolbens
20 und der Innenwand der zugehörigen Bohrung in der Steuereinrichtung 21 ständig
eine geringe Menge Flüssigkeit durchlecken kann, so daß ständig eine geringe Menge
Druckflüssigkeit durch Leckverluste aus dem Druckraum 25 abströmt, bis dieser endlich
entleert ist. Da normalerweise eine solche Hebeeinrichtung nur beschränkte Zeit
am Tragseil hängt und das Ausbalancieren nur während des Anhebens erforderlich ist,
stören im Normalbetrieb derartige Leckverluste nicht. Wird jedoch gewünscht, derartine
Leckverluste zu vermeiden, kann die
Steuereinrichtung 21 wie an
sich bekannt mit Sitzventilen ausgestaltet werden, die durch eine der Schieberkolbenstange
19 entsprechende Schubstange geöffnet werden können, im ungeöffneten Zustand jedoch
dicht schließen.
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Bei der Ausgestaltungsform gemäß den Figuren 4 und 5 sind die Teile
1 bis 17 und 34 und 35 die gleichen wie bei dem Ausfuhrungsbeispiel gemäß den Figuren
1 bis 3. Die Abweichung der Containertrageinrichtung 15, 16, 17 und damit des Zwischentragteils
11 von der Horizontalen wird bei dieser Ausgestaltungsform jedoch mittels zweier
Gewichte 40 festgestellt, von denen jedes an einem Hebel 42 befestigt ist, der jeweils
um einen Zapfen 43 schwenkbar an dem Schiebebügel 9 gelagert ist. Jeder dieser beiden
Hebel 42 ist in seinem oberen Bereich mit einer Querstange 44 verbunden, die gelenkig
mit einer Kolbenstange 49 verbunden ist, die in die Steuereinrichtung 41 einschiebbar
ist, wobei die Stange 49 gemäß Figuren 4 und 5 zumindest im wesentlichen der Kolbenschieberstange
19 bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 1 bis 3 entspricht und die Steuereinrichtung
41 entsprechend der Steuereinrichtung 21 entspricht. Hängt die Containertrageinrichtung
15, 16, 17 horizontal, nehmen die Hebel 42 gegenüber dem Schiebebügel 9 einen solchen
Winkel ein, daß der Schieber in der Steuereinrichtung 41 den Druckmittelfluß von
dem Pumpzylinder 4 zu dem Zylinder 34 absperrt.
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Hängt jedoch die Containertrageinrichtung 15, 16, 17 und damit das
Zwischentragteil 11 schief, so ergibt sich aufgrund der Tatsache, daß die Hebel
42 durch die Gewichte 40 in ihrer lotrechten Lage gehalten werden, zwischen den
Hebeln 42 und dem Schiebebügel 9 ein Winkel, der ein entsprechendes Ansteuern der
Steuereinrichtung 41 bewirkt.