DE3721625A1

DE3721625A1 - System fuer den lageausgleich einer plattform fuer hebezeuge auf einem fahrzeug

Info

Publication number: DE3721625A1
Application number: DE19873721625
Authority: DE
Inventors: Albert Sickenberger; Matthias John
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-06-30
Filing date: 1987-06-30
Publication date: 1989-01-19

Description

Die Erfindung betrifft ein System zum Ausgleich der auf ein auf einem Fahrzeug, insbesondere Wasserfahrzeug, angeordneten Hebe zeug wirkenden Kippbewegungen, wobei diese Kippbewegungen durch das Fahrzeug einsatzbedingt verursacht werden.

Äußere, nicht beeinflußbare Einwirkungen und betriebsbedingte Schwerpunktänderungen bewirken bei Fahrzeugen, insbesondere Was serfahrzeugen, unter anderem Kippbewegungen um einen von mehreren Faktoren abhängigen Drehpunkt.

Diese Kippbewegungen übertragen sich auch auf die an Bord eines Fahrzeuges befindlichen Hebezeuge, insbesondere Kräne, und füh ren, in Abhängigkeit zur Entfernung vom Drehpunkt und dem Auslen kungswinkel um den Drehpunkt, welcher Krängungswinkel genannt werden soll, zu starken Bewegungen an den Lastaufhängungspunkten dieser Hebezeuge. Dies wiederum führt zu unerwünschten Pendelbewegungen der ange hängten Last.

Bisher wurde dieses Problem durch eine den Krängungswinkel möglichst gering haltende Bauart des Fahrzeuges bedingt gelöst.

Bei Wasserfahrzeugen benutzt man z. B. große Bargen in Ponton oder Katamaranform, große Kranschiffe oder halbtauchende Ar beitsplattformen (Semisubmersibles). Diese Lösungen sind aufwendig, teilweise unhandlich und teuer, denn sie erfordern erheblichen schiffbaulichen und schiffsbetrieb lichen Aufwand.

Mit dem der Erfindung zugrunde liegenden System soll nun der durch Einwirkungen auf das Fahrzeug erzeugte Krängungswinkel mit tels einer um Längs- und Querachse drehbaren Plattform, auf wel cher sich das um die Vertikalachse drehbare Hebezeug befindet, ausgeglichen werden, so daß die an den Lastaufhängungspunkten des Hebezeuges entstehenden Restbewegungen so gering sind, daß ein Pendeln der Last vermieden wird.

Hierdurch ist es möglich, weniger aufwendige Fahrzeuge (z. B. Off- shore-Versorger) zu benutzen und/oder das Hebezeug bei schlechte ren Einsatzbedingungen, wie höherem Seegang, zu betreiben.

Erfindungsgemäß ist dieses System für den Lageausgleich einer Plattform für Hebezeuge auf einem Fahrzeug, insbesondere Wasser fahrzeug, durch die Kombination folgender Merkmale gekennzeich net:

a. Eine Plattform ist mittels kreuzförmig angeordneter Träger mit einem Hydraulikzylindersystem, welches mit dem Fahrzeugkörper gelenkig verbunden ist, gelenkig verbunden.
b. ist in einem radial und axial Pendellager um Längs- und Quer achse drehbar gelagert.
c. in einem Schienensystem arretierbar.
d. Ein Momentausgleichsgewicht ist auf dem um die Vertikalachse drehbaren Oberteil der Plattform dem Lastausleger des Hebezeuges gegenüber angebrachten Ausleger mit Schienensystem verfahrbar und hydraulisch angetrieben.
e. Einem Hydrauliksystem zur Betätigung von Hydraulikzylindersy stem und Momentausgleichsgewichtsantrieb.
f. Einem Lagemeßsystem mit Regelsystem für den Lageausgleich der Plattform.
g. Einem Momentaufnahmesystem mit Regelsystem für die Steuerung des Momentausgleichsgewichtes.
h. Einem System zur Kontrolle der elektrischen und nichtelektri schen Größen und deren Aufnehmer.

Die erfindungsgemäße Kombination weist weitere Vorteile auf:

a. Der Ausgleich des variablen, durch die Last erzeugten Mo ments durch ein verfahrbares Momentausgleichsgewicht verringert die für den Lageausgleich der Plattform notwendige hydraulische Leistung.
b. Die gasdruckbeaufschlagten Flüssigkeitsspeicher dämpfen kurzzeitige Belastungsspitzen für das Hydrauliksystem.
c. Die Anordnung der gasdruckbeaufschlagten Flüssigkeitsspei cher vermindert die hydraulischen Strömungsverluste und den Auf wand an hydraulisch hochbelasteten, flexiblen Verbindungen und Rohrleitungen.
d. Die Bewegungsenergie beim Abbremsen des Momentausgleichsge wichts wird in hydraulische Energie umgewandelt und zum Aufladen des hydraulischen Speichersystems C genutzt.
e. Die Verwendung eines aus Mehrfachzylindern bestehenden Hy draulikzylindersystems für den Lageausgleich der Plattform er möglicht eine den aus den Restmomenten resultierenden, auszuglei chenden Kräften angepaßte hydraulische Gegenkraft bei reduzier ten hydraulischen Verlusten und verringerten Anforderungen bezüg lich Baugröße und Bauausführung der Hydraulikpumpen.

Die unter den Punkten a-e genannten Vorteile ermöglichen eine erhebliche Verringerung der zu installierenden Antriebsleistung für die Hydraulikanlage und bewirken eine Reduzierung des Ener gieverbrauchs.

f. Das System zur Arretierung der Plattform verhindert ein unkontrolliertes Kippen und erhöht die Sicherheit.
g. Die Verwendung redundanter, sich gegenseitig auf Funktions fähigkeit kontrollierender Systeme für Lagemessung, Regelung, Steuerung der Komponenten und Überwachung erhöht die Betriebssi cherheit.
h. Die Verwendung speicherprogrammierbarer Steuerungen für die Regelung und die Aufschaltung von Störgrößen bewirken ein verbessertes Regelverhalten.

Die Funktion und die gegenständliche Ausgestaltung der Merkmale der erfindungsgemäßen Kombination wird wie folgt beschrieben:

Da ein Ausgleich der auf die Hebezeugplattform wirkenden Momente, welche durch Last und Lastausleger erzeugt werden, alleine durch hydraulische Gegenkräfte, vor allem bei den bei kleinen Was serfahrzeugen zu erwartenden kurzen Schwingungsperioden (ca. 5 Sekunden) und großen Schwingungsamplituden (15-20 Grad Krän gungswinkel) schon bei kleinen Lasten (ca. 20 Tonnen) und Ausladungen von 20 Metern eine Energieversorgung für die Hydrau likanlage erfordern würden, welche die Leistung der Hauptan triebsanlage dieser Fahrzeuge übersteigt, werden die durch Last und Lastausleger erzeugten Momente durch ein auf einem Ausleger 9 mit Schienensystem 7 verfahrbaren Momentausgleichsgewicht 6 ausgeglichen. Durch diese Maßnahme wird die zu installierende Antriebsleistung für das Hydrauliksystem stark verringert im Vergleich zu Anlagen ohne Momentausgleich.

Restmomente, welche sowohl von der Seite des Lastauslegers oder von der Seite des Momentausgleichsgewichtes als auch durch Wind druck oder Beschleunigung des Fahrzeuges erzeugt werden können, werden durch ein Hydraulikzylindersystem 3 ausgeglichen.

Mittels dieses Hydraulikzylindersystems 3 wird auch die Lageänderung (Kippbewegung) der Plattform 1 relativ zum Fahrzeug körper 12 bewirkt, um die Kippbewegung des Fahrzeuges zur Hori zontalebene auszugleichen.

Dieses Hydraulikzylindersystem 3 ist gelenkig mit kreuzförmig an geordneten Trägern 2, welche ihrerseits mit der Plattform 1 fest verbunden sind, und dem Fahrzeugkörper 12 gelenkig verbunden. Sie sind als Mehrfachzylinder 40 mit unterschiedlichen Kolbendurchmes sern 41, 39 ausgebildet.

Der Kolben 41 kleineren Durchmessers ist so ausgelegt, daß er bei gegebenem Hydraulikdruck, dem Betriebsdruck des Systems B, die Widerstandsmomente der Plattform 1 bei weitgehend ausgegli chenem Lastmoment überwinden kann. Der oder die Kolben 39 größe ren Durchmessers ist/sind so ausgelegt, daß er/sie zusammen mit dem Kolben 41 kleineren Durchmessers bei hydraulischem Betriebs druck des Systems B die maximal auftretenden, zu erwartenden Momente, erzeugt durch Last und/oder Momentausgleichsgewicht 6 auf die Plattform 1 überwinden kann bzw. können.

Der kleinere Kolben 41 wird mit dem hydraulischen Betriebsdruck des Systems B beaufschlagt, während der oder die Kolben 39, so lange der kleinere Kolben 41 die auftretenden Momente überwinden kann, mit einem niedrigen hydraulischen Vorspanndruck des Systems A beaufschlagt wird bzw. werden. Dadurch kann die Pumpe des Hy drauliksystems B 81 für den Betriebsdruck auf geringe Fördermenge ausgelegt werden. Erst wenn die Kraft des kleineren Kolbens 41 nicht ausreicht, das Moment zu überwinden, wird der oder die größere(n) Kolben 39 aus mit Gasdruck beaufschlagten Flüssig keitsspeichern 42 mit hohem Druck beaufschlagt.

Diese gasdruckbeaufschlagten Flüssigkeitsspeicher 42 sind so aus gelegt, daß sie über einen gewissen Zeitraum, z. B. eine Schwin gungsperiode, den maximalen hydraulischen Betriebsdruck des Sy stems B aufrechterhalten können.

Sie werden durch ein Ventil 51 zugeschaltet und über eine verstellbare Drossel 56 in der Entladung geregelt.

Die gasdruckbeaufschlagten Flüssigkeitsspeicher 42 werden an den Mehrfachzylindern 40 außen angebracht, um die Rohrleitungslängen zwischen Flüssigkeitsspeicher 42 und Zylinder 39 kurz und somit die hydraulischen Widerstandsverluste gering zu halten. Außerdem wird dadurch die Anzahl hydraulisch hoch belasteter flexibler Verbindungen großen Durchmessers gering gehalten. Die Flüssig keitsspeicher 42 werden durch einen Hydraulikkreis sehr hohen Druckes, dem Speichersystem C, über eine flexible Verbindung auf gefüllt.

Die Zeiten nicht ausgeglichener Momente durch Last und Momentaus gleichgewicht 6 sind betriebsbedingt kurz im Vergleich zur Gesamtbetriebszeit, da sie nur bei Lastaufnahme, Lastabgabe oder Seilriß auftreten und vom Momentausgleichsgewicht 6 sehr schnell ausgeglichen werden.

Daher kann die Speisepumpe 82 für das Speichersystem C auf klei nere Förderleistung ausgelegt werden.

Außerdem können die Auffülleitungen der Flüssigkeitsspeicher 42 mit kleinerem Durchmesser ausgelegt werden.

Das Momentausgleichsgewicht 6 wird von einem Momentausgleichsge wichtantrieb 8, welche(r) (ein) hydraulische(r) Motor(e) sein können, über einen Kettenantrieb 16 bewegt.

Um sowohl die Hydraulikzuleitung als auch die Hydraulikspeisepum pe 81 des Betriebsdrucksystems B klein auslegen zu können, ist (sind) in der Nähe des Momentausgleichgewichtsantriebes 8 ein oder mehrere gasdruckbeaufschlagte, über ein Ventil 72 zuschalt bare, und über eine verstellbare Drossel 76 in der Entladung re gelbare Flüssigkeitsspeicher 73, welche aus dem Speichersystem C aufgefüllt werden, vorgesehen.

Zum Rückgewinnen der Bewegungsenergie beim Abbremsen des Moment ausgleichsgewichtes 6 wird der Hydraulikflüssigkeitsablauf des Momentausgleichsgewichtsantriebes 8 mittels eines Ventiles 71 über eine Drossel 69 gegen das Speichersystem C geschaltet.

Die zur Vertikalachse axial verlaufenden Gewichtskräfte werden über ein hohlkugelabschnittförmiges Gleitlager 20, 21 in den Fahrzeugkörper 12 übergeleitet.

Um vor allem bei geringen Krängungswinkeln und langer Schwingungsdauer Schäden an den Oberflächen des Lagers 20 zu ver meiden, wird das Lager 20 mit so hohem Druck über die Lagerinnen schale 21 vorgeschmiert, daß sich gegen die Gewichtskräfte ein Schmierfilm aufbaut.

Die zur Vertikalachse radial wirkenden Kräfte leitet ein sym metrisch kugelschichtförmiges Gleitlager 25 mit geteilten Innen- 26 und Außenschalen 27 oder, bei höheren Belastungen, ein Ku gellager 28 in den Fahrzeugkörper 12 über.

Das Kugellager 28 besteht aus einem teilbaren Außenring 29, ei nem teilbaren Kugelkäfig 30 und einem teilbaren Innenring 31. Es kann zweireihig ausgeführt werden.

Der Kugelkäfig 30 ist am Außenring 29 so befestigt, daß er sich weder über den Umfang des Kugellagers 28 radial verdrehen noch aus der Ebene des Kugellagers 28 herausdrehen kann.

Die Plattform wird bei Außerbetriebnahme, bei Ausfall der Hy draulikversorgung oder bei Störungen, um ein unkontrolliertes Kippen zu vermeiden, mittels Federn 46, welche auf die Arretie rungskolben 13 gegen den Hydraulikdruck wirken, innerhalb von kreisbogenab schnittsförmigen Führungsbahnen 5 arretiert.

Die für den Hydraulikdruck wirksamen Flächen der Arretierungskol ben 13 sind dabei so ausgelegt, daß bei Unterschreiten eines bestimmten Hydraulikdruckes im System oder beim Schließen des Arretierungsventils 58 die Kolben durch die Federn 46 gegen die hydraulische Kraft aus dem Arretierungszylinder 45 geschoben wer den, in Arretierlöcher 47 innerhalb der Führungsbahnen 5 einra sten und somit die Plattform 1 gegen unkontrolliertes Kippen si chern.

Die Arretierungszylinder 45 sind dabei so an den kreuzförmig ange ordneten Trägern 2 angebracht, daß sich alle in einer Ebene mit dem Drehpunkt des Systems im Pendellager 4 für die Radial kräfte 25, 28 befinden.

Dadurch ist gewährleistet, daß bei jeder Kippbewegung der Platt form 1 um den Systemdrehpunkt 4 die Bewegung der Arretierungszy linder 45 auf einem Kreisbogenabschnitt um diesen Systemdrehpunkt 4 erfolgt.

Die Lage der Plattform 1 relativ zur Horizontalebene wird mit Meßinstrumenten eines Lagemeßsystems 90, 91, welche aus einem vollkardanisch aufgehängtem Kreisel, dessen Achse senkrecht zur Horizontalebene steht, oder Meßinstrumenten, welche aus einem vollkardanisch aufgehängtem Gewicht bestehen, oder einer Kombina tion beider Meßinstrumententypen, gemessen.

Die Verwendung eines auf einem vollkardanisch aufgehängtem Ge wichts beruhenden Lagemeßinstrument dient zur Kontrolle der/des Kreiselmeßinstrumente(s). Das vollkardanisch aufgehängte Ge wicht alleine kann zu starken Fehlanzeigen führen, wenn es Be schleunigungen unterliegt, welche eine andere Richtung als die Erdbeschleunigung aufweisen.

Die Meßwerte des Lagemeßsystems 90, 91 werden mittels einer Steuerlogik 95 in einem Steuerrechner 96 und 97 verarbeitet.

Dieser Steuerrechner 96, 97 besteht aus einer oder mehreren, durch Überwachungsprogramme miteinander verkoppelten speicherpro grammierten Steuerungen 96, 97.

Der Steuerrechner 96,97 steuert die Steuerventile 52 der Hy draulikzylinder 3 des Lageausgleichssystemes an.

Die auf die Plattform 1 wirkenden, durch Last und Lastausleger einerseits, Momentausgleichgewicht 6 und Momentausgleichgewicht ausleger 9 andererseits erzeugten Momente werden durch Meßwert aufnehmer 92, zweckmäßigerweise Dehnungsmeßstreifen mit Meßbrüc ken, gemessen. Diese Meßwerte werden im Steuerrechner 95, 96, 97 verarbeitet und das Betätigungsventil 70 des Antriebsmotors 8 des Momentausgleichsgewichts 6 so angesteuert, daß das Momentaus gleichsgewicht 6 so bewegt wird, daß ein Gleichgewichtszustand der Momente zwischen Lastseite und Gegengewichtsseite ein tritt.

Über Druckaufnehmer 92 im Hydrauliksystem B wird ein Signal erzeugt, aus dem die Steuerlogik mit Rechner 95, 96, 97 die vom Kolben 41 kleineren Durchmessers im Mehrfachzylindersystem 40 aufgebrachte Kraft errechnet, mit der aus dem nichtausgeglichenen Moment resultierenden, notwendigen Ausgleichskraft verglichen, und falls die notwendige Ausgleichskraft die Kraft des Kolbens 41 übersteigt, das Ventil 51 des/der am Mehrfachzylinder 40 ange brachten Flüssigkeitsspeichers 42 öffnet und das verstellbare Drosselventil 56 der zu überwindenden Kraftdifferenz zwischen hy draulischer Kraft und notwendiger Ausgleichskraft entsprechend an gesteuert.

Zugleich wird das Rechnersignal aus der Differenz der Kräfte dem Signal aus dem Lagemeßsystem als Störgröße aufgeschaltet.

Dem Signal aus dem Lagemeßsystem 90, 91 wird auch ein von einem auf dem Fahrzeugkörper 12 fest angebauten Lagemeßwertgeber er zeugtes Signal als Störgröße aufgeschaltet.

Dadurch wird ein gutes Regelverhalten des Systems bewirkt, da auch die Dämpfungs- und Nachlaufeffekte, erzeugt vom Hydrauliksy stem und durch die Massenträgheit der beweglichen Teile des Sy stems, als Störgrößen frühzeitig erfaßt werden und durch den Steuerrechner 95, 96, 97 ausgeglichen werden.

Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfol genden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer lageausgegli chenen Plattform für ein Hebezeug einschließlich des Auslegers mit Schienensystem für das Momentausgleichsgewicht und die Arre tierungsvorrichtung.

Fig. 2 zeigt einen Mehrfachzylinder des Hydraulikzylindersy stems zum Lageausgleich der Plattform einschließlich Flüssig keitsspeicher und Schema der hydraulischen Betätigungsventile.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch ein zweireihiges Kugellager zur Aufnahme der Radialkräfte.

Fig. 4 zeigt einen Arretierungskolben und Zylinder mit Führungs bahnen einschließlich Schema der hydraulischen Betätigung.

Fig. 5 zeigt einen Systemschaltplan der Hydraulik des Momentaus gleichsgewichtsantriebes.

Fig. 6 zeigt einen Systemschaltplan der elektronischen Lage und Gewichtsausgleichsregelung.

Fig. 7 zeigt einen Systemschaltplan der Speisepumpe der Hydrau liksysteme.

Fig. 1: Das Unterteil der lageausgeglichenen Plattform 1 ist mit den kreuzförmig angeordneten Trägern 2 fest verbunden. Das Oberteil mit dem Hebezeug 10, dem Momentausgleichsgewicht 6, dem den maximalen Krängungswinkel entsprechend ansteigenden Aus leger 9, mit Schienensystem 7, dem Kettenantrieb 16, dem Antrieb 8 für das Momentausgleichsgewicht 6 und den Flüssigkeitsspeichern 73 für den Antrieb 8 kann mit dem Drehwerk 11 um die Vertikal achse gedreht werden.

Das Hydraulikzylindersystem 3 ist mit den kreuzförmig angeordne ten Trägern 2 und dem Fahrzeugkörper 12 gelenkig verbunden.

Die Plattform 1 kann im Drehpunkt des Pendellagers 4, bestehend entweder aus dem Gleitlager 25 oder dem Kugellager 28, um Quer- und Längsachse gedreht werden.

Sie wird in dem Schienensystem 5 für die Führung und Arretie rung mittels der Arretierungszylinder 45 geführt und mittels der Arretierungskolben 13 arretiert.

Die zur Vertikalachse axial wirkenden Kräfte werden über das hohlkugelabschnittsförmige Lager 20 und dessen Innenschale 21 in den Fahrzeugkörper 12 übergeleitet.

Die zur Vertikalachse radial wirkenden Kräfte werden über das Gleitlager 25 mit Gleitlagerinnenschale 26 und Gleitlageraußen schale 27 oder das 2-reihige Kugellager 28 in den Fahrzeugkörper 12 übergeleitet.

Fig. 2 zeigt einen Mehrfachzylinder 40 des Hydraulikzylindersy stems 3. Die Kolben 39, 41 unterschiedlichen Durchmessers sind miteinander verbunden und mit den Gelenken 43 an den Trä gern 2 angelenkt. Der Mehrfachzylinder 40 ist mit den Gelenken 43 mit dem Fahrzeugkörper 12 verbunden. Am Mehrfachzylinder 40 sind außen die gasdruckbeaufschlagten Flüssigkeitsspeicher 42 ange bracht.

Diese sind mit einer Ringleitung untereinander verbunden und können über das elektronisch angesteuerte Ventil 51 und das hy draulisch angesteuerte Steuerventil 53, welches die Richtung der Beaufschlagung der/des Kolbens 39 größeren Durchmessers steuert, zugeschaltet werden.

Das Rückschlagventil 54 verhindert eine Entladung in den Hydrau likkreis A für den Vorspanndruck.

Steuerventil 53 wird vom elektrisch angesteuerten Steuerventil 52 hydraulisch angesteuert.

Steuerventil 52 steuert die Beaufschlagungsrichtung des Kol bens 41 kleineren Durchmessers.

Die verstellbare Drossel 56 steuert die Entladung der Flüssig keitsspeicher 42.

Rückschlagventil 55 in der Auffülleitung der Flüssigkeitsspeicher 42 verhindert deren Rückentladung.

Fig. 3 zeigt ein 2-reihiges Pendelkugellager 28. Der geteilte Außenring 29 ist axial verschiebbar. An ihm ist der geteilte Kugelkäfig 30 nichtdrehbar befestigt.

Der symmetrisch kugelschichtförmige Innenring 31 ist ebenfalls geteilt ausgeführt.

In Fig. 4 ist die Arretierungs- und Führungsvorrichtung ein schließlich hydraulischer Betätigung der lageausgeglichenen Plattform 1 dargestellt.

Die Arretierungszylinder 45 befinden sich in einer Ebene mit dem Drehpunkt der Plattform 1 im Pendellager 4, sind an den kreuzförmig angeordneten Trägern 2 angebracht und bewegen sich in dem Schienensystem 5 für die Führung und Arretierung 5. Der Hydraulikdruck wirkt auf den Kolben 13 gegen die Federkraft 46.

Wenn das Arretierungsventil 58 schließt oder der Hydraulikdruck unter einen bestimmten Wert abfällt, schiebt die Feder 46 den Kolben 13 aus dem Arretierungszylinder 45 und rastet ihn in die Arretierungslöcher 44 des Schienensystems 5 für die Führung und Arretierung ein.

Drossel 59 regelt den Ablauf der Hydraulikflüssigkeit nach dem Schließen von Ventil 58 und somit die Zeit bis zum Einrasten des Kolbens 13 in die Arretierungslöcher 47.

Fig. 5: In Fig. 5 ist ein Systemschaltplan der Hydraulikanlage für den Momentausgleichsgewichtsantrieb 8 dargestellt.

Das elektrisch angesteuerte Betätigungsventil 70 steuert die Be wegungsrichtung des Momentausgleichsantriebes 8. Ein durch ein elektrisches Signal betätigtes Ventil 72 schaltet den Flüs sigkeitsspeicher 73, der aus dem Speichersystem C aufgefüllt wird und durch Rückschlagventil 74 gegen Rückentladung gesichert wird, zu.

Die verstellbare Drossel 76 regelt die Entladung von Flüssig keitsspeicher 73.

Rückschlagventil 77 verhindert eine Entladung des Flüssigkeits speichers 73 ins Betriebsdrucksystem B.

Das elektrisch betätigte Ventil 71 schaltet beim Abbrem sen den Hydraulikflüssigkeitsablauf über die verstellbare Dros sel 69 gegen das Speichersystem C, wobei Rückschlagventil 75 eine Rückentladung und Druckbegrenzungsventil 78 eine unzulässige Erhöhung des Druckes verhindert.

Die Rückschlagventile 79 ermöglichen ein Nachlaufen von Hydraulik flüssigkeit im Kreis des Momentausgleichgewichtsantriebes.

Fig. 6 zeigt ein Prinzipschaltbild für die elektronische Lagere gelung, Momentausgleichsregelung und Überwachung.

Die Signale der Lagemeßsysteme 90, 91 und der Meßwertaufneh mer 92 werden über die Steuerlogik 95 von den Steuerrechnern 96 und 97 verarbeitet. Die Meßwertaufnehmer 92 nehmen elektrische und nichtelektrische Größen auf.

Die Steuerrechner 96, 97 sind durch Überwachungsprogramme verkop pelt.

Es sind Ausgänge für die Gruppe der elektrisch betätigten Schalt- und Regeleinrichtungen 99 und für eine Zustandsanzeige 98 vorhan den.

In Fig. 7 wird die Schaltung der druckabhängig förderstromgere gelten Speisepumpen des Hydrauliksystems dargestellt.

Pumpe 82 für das Speichersystem C saugt aus dem Hydrauliksystem B, welches von Pumpe 81 gespeist wird und Pumpe 81 saugt aus Hy drauliksystem A, welches von der Pumpe 80 für den Vorspanndruck gespeist wird.

83, 84 und 85 sind Druckbegrenzungsventile, die die jeweiligen Hydrauliksysteme gegen zu hohe Drücke absichern.

Bezugszeichenverzeichnis 1 Plattform
2 kreuzförmig angeordnete Träger
3 Hydraulikzylindersystem
4 Pendellager, Drehpunkt
5 Schienensystem für Führung und Arretierung
6 Momentausgleichgewicht
7 Schienensystem für Momentausgleichgewicht
8 Momentausgleichgewichtantrieb
9 Ausleger für Momentausgleichgewicht
10 Hebezeug
11 Drehwerk
12 Fahrzeugkörper
13 Arretierungskolben
16 Kettenantrieb
20 Lager
21 Lagerinnenschale
25 Gleitlager
26 Gleitlagerinnenschale
27 Gleitlageraußenschale
28 Kugellager
29 geteilter Außenring
30 Kugelkäfig
31 Innenring
39 Kolben größeren Durchmessers
40 Mehrfachzylinder
41 Kolben kleineren Durchmessers
42 Flüssigkeitspeicher
43 Gelenkverbindung
45 Arretierungszylinder
46 Feder
47 Arretierungslöcher
50 Leitungen
51 Ventil
52 Steuerventil
53 Steuerventil
54 Rückschlagventil
55 Rückschlagventil
56 verstellbare Drossel
58 Arretierungsventil
59 einstellbare Drossel
69 verstellbare Drossel
70 Betätigungsventil
71 Ventil
72 Ventil
73 Flüssigkeitspeicher
74 Rückschlagventil
75 Rückschlagventil
76 verstellbare Drossel
77 Rückschlagventil
78 Druckbegrenzungsventil
79 Rückschlagventil
80 Pumpe für Vorspanndruck A
81 Pumpe für Betriebsdruck B
82 Pumpe für Speicherdruck C
83 Druckbegrenzungsventil
84 Druckbegrenzungsventil
85 Druckbegrenzungsventil
90 Lagemeßsystem
91 Lagemeßsystem
92 Meßwertaufnehmer
95 Steuerlogik
96 Speicherprogrammierbarer Steuerrechner
97 Speicherprogrammierbarer Steuerrechner
98 Zustandanzeige
99 elektrisch betätigte Schalt- und Regeleinrichtungen

Claims

1. System für den Lageausgleich einer Plattform für Hebezeuge auf einem Fahrzeug, wobei diese Plattform um Längs- und Querachse drehbar gelagert ist, gekennzeichnet durch die Kombination fol gender Merkmale:

a. eine Plattform (1) ist über kreuzförmig angeordnete Träger (2) mit einem Hydraulikzylindersystem (3), welches mit dem Fahr zeugkörper (12) gelenkig verbunden ist, gelenkig verbunden.
b. in einem kombinierten axial und radial Pendellager (4) um Längs- und Querachse drehbar gelagert,
c. in einem Schienensystem (5) führbar und arretierbar,
d. ein Momentausgleichsgewicht (6) ist auf dem um die Verti kalachse drehbaren Oberteil der Plattform (1) dem Lastausleger des Hebezeuges (10) gegenüber angebrachten Ausleger (9) mit Schie nensystem (7) verfahrbar und hydraulisch angetrieben, angeordnet,
e. ein Hydrauliksystem zur Betätigung des Hydraulikzylindersy stems (3) und Momentausgleichgewichtsantrieb (8),
f. ein Lagemeßsystem (90, 91) mit Regelsystem (95, 96, 97) für den Lageausgleich der Plattform (1),
g. ein Momentaufnahmesystem (92) mit Regelsystem (95, 96, 97) für die Steuerung des Momentausgleichsgewichtes (6),
h. ein System (96, 97) zur Kontrolle der elektrischen und nicht- elektrischen Größen und deren Aufnehmer (92).

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydraulikzylindersystem (3) aus Mehrfachzylindern (40) unterschiedlichen Kolbendurchmessers (39, 41) besteht.

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikzylinder größeren Kolbendurchmessers (39) mit Flüssigkeitspeichern (42), welche mit Gasdruck beaufschlagbar sind, und mit einer Pumpe für den Speicherdruck (82) hohen Druckes über Lei tungen (50) in Verbindung stehen, verbunden, diese Flüssigkeitsspeicher (42) durch ein Ventil (51) zuschaltbar und an den Hydraulikzylin dern (40) außen angebracht sind.

4. System nach Anspruch 1b, dadurch gekennzeichnet, daß ein hohlkugelabschnittförmiges, über die Lagerinnenschale (21) vorgeschmiertes Lager (20) für die in der Vertikalachse wir kenden Axialkräfte bündig mit dem Fahrzeugkörper (12) verbunden ist.

5. System nach Anspruch 1b, dadurch gekennzeichnet, daß ein symmetrisch kugelschichtförmiges Gleitlager (25) oder ein Kugellager (28) zur Aufnahme der zur Vertikalachse wirkenden Radialkräfte kraftschlüssig und axialverschiebbar mit dem Fahr zeugkörper (12) verbunden ist.

6. Lager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Gleitlagerinnenschale (26) als auch die Gleitla geraußenschale (27) geteilt ausgeführt sind.

7. Lager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kugellager (28) aus einem geteilten Außenring (29) an welchem der geteilte Kugelkäfig (30) nichtdrehbar befestigt ist, und einem symmetrisch kugelschichtförmigen, geteilten Innenring (31) besteht, und das Kugellager (28) zweireihig ausgeführt ist.

8. Hydrauliksystem nach Anspruch 1e, dadurch gekennzeichnet, daß der Momentausgleichgewichtantrieb (8) für die Bewegung des Momentausgleichgewichtes (6) über Leitungen mit einem oder mehre ren gasdruckbeaufschlagten Flüssigkeitsspeicher(n) (73) verbunden ist (sind), welche(r) über ein Ventil (72) zuschaltbar ist (sind), mit einer Pumpe für den Speicherdruck (82) hohen Druc kes in Verbindung stehen und in der Nähe des Momentaus gleichgewichtantriebes (8) für das Momentausgleichgewicht (6) angeordnet sind (ist).

9. Hydrauliksystem nach Anspruch 1e, dadurch gekennzeichnet, daß zum Abbremsen des Momentausgleichgewichtes (6) ein Ventil (71) den Hydraulikflüssigkeitsablauf des Momentausgleichgewichtan triebes (8) für das Momentausgleichgewicht (6) gegen den Hydrau likkreis hohen Druckes schaltet.

10. Hydrauliksystem nach Anspruch 1e, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsquelle der Hydraulikeinrichtung aus einer Pumpe (80) für einen niederen Vorspanndruck, einer Pumpe (81) für den Betriebsdruck des Mehrfachzylindersystems (3) und Momentausgleichgewichtantriebes (8) und einer Pumpe (82) für den hohen Druck der Flüssigkeitsspeicher (42, 73) besteht, und diese Pumpen (80, 81, 82) druckabhängig förderstromgeregelt sind.

11. Hydrauliksystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (82) für den hohen Druck der Flüssigkeitsspeicher (42, 73) aus dem System für den Betriebsdruck (B) und die Pumpe (81) für den Betriebsdruck aus dem System mit dem Vorspanndruck (A) gespeist wird.

12. System nach Anspruch 1b, dadurch gekennzeichnet, daß durch federbelastet gegen einen Hydraulikdruck wirkende Ar retierungskolben (13) die Plattform (1) innerhalb eines Schienen systems (5), welches kreisbogenabschnittförmig ausgebildet ist, arretierbar ist.

13. System nach Anspruch 1c und 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich diese Arretierungskolben (13) in Arretierungszylindern (45) befinden, welche an den gemäß Anspruch 1a angeordneten Trä gern (2) so angebracht sind, daß sich die Zylinder (45) in einer Ebene mit dem Drehpunkt des Pendellagers (4) der Plattform (1) befinden.

14. Lagemeßsystem nach Anspruch 1f, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagemeßsystem (90, 91) aus 3 achs-kardanisch (bzw. vollkardanisch) aufgehängten Kreiseln oder 3 achs-kardanisch (bzw. vollkardanisch) aufgehängten Gewichten oder einer Kombina tion beider besteht.

15. Regelsystem nach Anspruch 1f, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwertaufnehmer des Lagemeßsystems (90, 91) und andere Meßwertaufnehmer (92) mit einem Steuerrechner (95, 96, 97) gekop pelt sind und dieser Steuerrechner (95, 96, 97) mit den Steuerventi len (52, 53) der hydraulischen Zylinder (40) des Mehrfachzylinder systems (3) und der Flüssigkeitsspeicher (42, 73) verschaltet ist.

16. Regelsystem nach Anspruch 1f, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerrechner (95, 96, 97) aus einem oder mehreren spei cherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) besteht und diese Rechner (96, 97) über Überwachungsprogramme verkoppelt sind.

17. Momentaufnahmesystem und Regelsystem nach Anspruch 1g, dadurch gekennzeichnet, daß Meßwertaufnehmer (92) für die auf die Plattform (1) wirken den, durch Last und Lastausleger einerseits, Gegengewicht (6) und Gegengewichtsausleger (9) andererseits erzeugten Momente mit dem in Anspruch 16 gekennzeichneten Steuerrechner (95, 96, 97) gekop pelt sind und daß ferner mit diesem Steuerrechner (95, 96, 97) die Betätigungsventile (70) des Antriebes (8) zum Bewegen des Moment ausgleichgewichtes (6) so verschaltet sind, daß die Summe der Momente lastseitig und momentausgleichgewichtseitig gegen 0 ten diert.

18. System nach Anspruch 1h, dadurch gekennzeichnet, daß Meßwertaufnehmer (92) für elektrische und nichtelektrische Größen am System installiert sind und mit dem (den) Steuerrech ner(n) (95, 96, 97) so verbunden sind, daß deren Signale eine Aufschaltung zur Kompensation von Störgrößen und Überwachung von Systemkomponenten darstellen.