DE3727329A1 - Lasthub-system - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Lasthub-System mit von einem horizontal verfahrbaren Träger herabhängenden Hubseilen, die eine Lastaufnahmevorrichtung tragen und zu mindestens einer an dem Träger angeordneten Hubseilwinde verlaufen, mit sich zwischen dem Hubseilträger und der Lastaufnahmevorrichtung erstreckenden, ge­ gen die Vertikale geneigten Stabilisierungsseilen, welche auf mindestens eine mit der Hubseilwinde gekoppelte Stabilisierungs- Seiltrommel aufwickelbar sind, mit je einer ein Kolben-Zylinder- Aggregat umfassenden Spann- und Dämpfungseinrichtung in Reihe mit jedem Stabilisierungsseil, wobei eine Hydraulikkammer in jedem Kolben-Zylinder-Aggregat, welche eine durch Zugkraft in dem zu­ gehörigen Stabilisierungsseil belastete Druckflüssigkeit enthält, an eine Dämpfungs- und Ausgleichshydraulik-Einheit derart ange­ schlossen ist, daß sie über ein auf einen ersten hohen Druck ein­ gestelltes Druckbegrenzungsventil gegen einen kleineren Druck entleerbar ist, wobei der erste Druck auf einer zur Dämpfung von Pendelbewegungen der Lastaufnahmevorrichtung erwünschte Seilkraft und der zweite auf eine zum Straffhalten des Stabilisierungsseils ausreichende Seilkraft eingestellt ist, und wobei ein unter dem zweiten Druck stehender Druckmittelvorrat über ein zu der Hydrau­ likkammer hin öffnendes Rückschlagventil mit dieser verbunden ist.

Ein solches Lasthub-System ist aus der DE-OS 29 54 274 bekannt. Durch die Stabilisierungsseile und die diesen zugeordne­ ten Spann- und Dämpfungseinrichtungen soll erreicht werden, daß Pendelbewegungen der Lastaufnahmevorrichtung infolge von Beschleu­ nigungen und Verzögerungen beim Verfahren des Hubseilträgers rasch beseitigt werden.

Die Spann- und Dämpfungseinrichtungen bei dem bekannten System haben den Nachteil, daß die räumlich bzw. diagonal verlau­ fenden Seilkräfte in den Stabilisierungsseilen, die sich in Ver­ tikal- und Horizontalkräfte aufteilen - wobei die Horizontalkräf­ te die Dämpfungskräfte zur Vermeidung der Pendelbewegungen dar­ stellen - in ihrer Größe von einem fest eingestellten Druckbe­ grenzungsventil vorgegeben sind. Die Höhe des durch das Druckbe­ grenzungsventil festgelegten Druckes bestimmt somit die Vertikal­ und Horizontalkräfte der Stabilisierungsseile. Die Vertikalkräfte sind dann in ihrer Größe nicht frei wählbar. Die Größen dieser Seilkräfte sind bei dem bekannten System auf das Eigengewicht der leeren Lastaufnahmevorrichtung bezogen und so eingestellt, daß ein ausschließliches Aufhängen in den Stabilisierungsseilen unbe­ dingt vermieden wird, denn, wenn dies nicht sichergestellt wird, so entlasten sich die Hubseile, und es kommt zur Schlaffseilbil­ dung, wobei die Hubseile unter Umständen von den Seilrollen ab­ springen können.

Bei Bemessung der Vertikalkräfte nach den vorgenannten Bedingungen sind auch die Horizontalkräfte als Dämpfungskräfte in ihrer Größe vorgegeben. Dies bedeutet, daß die Dämpfungswirkung umso schlechter wird, je größer die transportierte Last wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lasthub- System der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem sich auch bei hohen Lasten Pendelbewegungen rasch beseitigen lassen.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Druckbegrenzungsventil als Proportional-Druckbe­ grenzungsventil ausgebildet ist und von einer Lastmeßeinrichtung steuerbar ist.

Durch die Erfindung ist es möglich, die Horizontalkräf­ te zur Dämpfung in Abhängigkeit der Hubseilbelastungen proportio­ nal bis maximal an die Belastbarkeitsgrenze der eingesetzten Sta­ bilisierungsseile zu verändern.

Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß die Lastmeßeinrichtung im Wege eines der Hubseile angeordnet wird, die die jeweilige Belastung mißt und die gemessenen Werte als elektrische Größen an das Proportional-Druckbegrenzungsventil weiterleitet, so daß dieses den hydraulischen Dämpfungsdruck ent­ sprechend der Hubseilbelastung stufenlos verändert.

Eine weitere Möglichkeit, die Dämpfungskräfte in Abhän­ gigkeit der angehängten Lasten zu verändern, besteht darin, die Stromaufnahme der Hubwerksmotoren zu messen und in Abhängigkeit davon das Proportional-Druckbegrenzungsventil zu steuern.

Vorzugsweise ist dem proportionalen Druckbegrenzungs­ ventil ein manuell steuerbares Ventil parallelgeschaltet, durch das ein Ausgleich zwischen dem ersten höheren und dem zweiten kleineren Druck herstellbar ist. Sollte die Lastaufnahmevorrich­ tung im unbelasteten oder auch belasteten Zustand einmal nicht ihre Normallage einnehmen und diese außermittige Lage sich nach­ teilig für das Aufnehmen oder Absetzen der Last auswirken, hat der Kranfahrer auf diese Weise jederzeit die Möglichkeit, diese Normallage wiederherzustellen, wobei er von der Kranfahrer-Kabine aus mittels eines elektrischen Signals das steuerbare Ventil öff­ nen und damit die bestehende einseitige Horizontalkraft aufheben kann.

Bei dem bekannten System ist parallel zum Druckbegren­ zungsventil eine Drossel geschaltet, die ein Rückpendeln der Lastaufnahmevorrichtung in die Ausgangslage sicherstellen soll, jedoch ist hierbei nachteilig, daß bei kleinen Pendelbewegungen keine hohen Dämpfungskräfte erzielt werden können.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen stellen dar:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Lasthub-Systems,

Fig. 2 eine Draufsicht auf das erfindungsgemäße Lasthub-System und

Fig. 3 eine Hydraulikschaltung für die Stabili­ sierung des Lasthub-Systems.

Das in Fig. 1 dargestellte Lasthub-System enthält eine Laufkatze 1, die in Richtung des Doppelpfeiles 2 längs eines Brückenträgers verfahrbar ist. Auf der Laufkatze 1 sind Hubseil­ trommeln 3 und 4 angebracht, die durch eine nicht dargestellte Synchronisationswelle miteinander verbunden sind. Von den Hub­ seiltrommeln verlaufen je zwei Hubseile 5 a, 5 b bzw. 6 a, 6 b zu einer durch diese Hubseile höhenverstellbar aufgehängten Lastauf­ nahmevorrichtung 7 in Form eines sogenannten Spreaders zur Auf­ nahme von Containern, und zwar von den Hubseiltrommeln 3, 4 über an der Lastaufnahmevorrichtung 7 angebrachte Umlenkrollen 8 a, 8 b bzw. 9 a, 9 b zurück zu Festpunkten an der Laufkatze 1. Im Fest­ punkt des Hubseils 5 b befindet sich eine Lastmeßvorrichtung 38 zum Messen der momentanen Seilbelastung.

Um ein Pendeln des durch die Hubseile aufgehängten Spreaders 7 zu verhindern, sind zusätzlich Stabilisierungsseile 10 a, 10 b, 10 c und 10 d vorhanden, die alle von einer gemeinsamen Stabilisierungstrommel 11 ausgehen, wobei die Stabilisierungssei­ le 10 a und 10 c in einem ersten und die Stabilisierungsseile 10 b und 10 d in einem zweiten entgegengesetzten Drehsinn auf die Sta­ bilisierungstrommel 11 aufgewickelt sind. Die Seilverläufe der Stabilisierungsseile 10 a bis 10 d sind einander entsprechend, so daß es genügt, den Verlauf z.B. des Stabilisierungsseils 10 a zu beschreiben. Dieses Stabilisierungsseil 10 a verläuft von der Sta­ bilisierungstrommel 11 kommend über eine erste Umlenkrolle 12 a auf der Laufkatze, eine weitere Umlenkrolle 13 a auf der Laufkatze zu einer Umlenkrolle 14 a auf den Spreader 7 und dann weiter zu einem Kolben-Zylinder-Aggregat 15 a.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, verlaufen alle Stabili­ sierungsseile 10 a bis 10 d im wesentlichen diagonal zum Grundriß des Spreaders 7. Dabei ist es wesentlich, daß - wie beispielswei­ se aus Fig. 2 anhand des Stabilisierungsseils 10 a zu erkennen ist - das Seil 10 a von der Seilrolle 13 a an der Laufkatze bis zum Kolben-Zylinder-Aggregat 15 a am Spreader einen möglichst großen horizontalen Weg durchläuft, d.h. daß das Seil gegenüber der Ver­ tikalen eine möglichst starke Neigung besitzt. Diese starke Nei­ gung ist wesentlich dafür, daß die Stabilisierungsseilzüge ihre Dämpfungsfunktion erfüllen können.

Aus den Fig. 1 und 2 ist ohne weiteres ersichtlich, daß die Stabilisierungsseile 10 a bis 10 d in der Lage sind, seitliche Bewegungen des Spreaders in Richtung der Doppelpfeile 16 und 18 zu behindern und - wie später noch zu erläutern sein wird - auch zu dämpfen. Ferner sind die Stabilisierungsseile, wie ebenfalls aus Fig. 2 ersichtlich ist, in der Lage, Drehschwingungen des Spreaders 7 in Richtung des Drehpfeils 17 zu behindern und zu dämpfen.

Aus Fig. 1 ist auch ersichtlich, daß die Stabilisie­ rungstrommel 11 über ein Getriebe 19 antriebsmäßig mit der Hub­ seiltrommel 4 verbunden ist, die ihrerseits - wie schon erwähnt wurde - über eine Welle mit der Hubseiltrommel 3 synchronisiert ist.

Wenn der Spreader 7 durch Nachlassen der Hubseile 5 a, 5 b, 6 a. 6 b abgesenkt wird, werden durch die Kopplung der Drehbe­ wegung der Stabilisierungstrommel 11 mit der Drehbewegung der Hubseiltrommel 4 auch die Stabilisierungsseile 10 a bis 10 d nach­ gelassen. Nun verlaufen aber die Hubseile im wesentlichen verti­ kal, während die Stabilisierungsseile gegenüber der Vertikalen stark geneigt sind. Diese Neigung führt dazu, daß beim Absenken des Spreaders 7 die an die Hubseiltrommel 4 gekoppelte Seilfrei­ gabe der Stabilisierungstrommel 11 nicht exakt dem zusätzlichen Seilbedarf etwa zwischen der Umlenkrolle 13 a und der Umlenkrolle 14 a entspricht. Den Ausgleich besorgt das Kolben-Zylinder-Aggre­ gat 15 a. Die Durchmesser der Hubseiltrommel 4 und der Stabilisie­ rungstrommel 11 sowie das durch das Getriebe 19 bedingte Überset­ zungsverhältnis sind dabei so gewählt, daß der Längenfehler des Stabilisierungsseils 10 a möglichst klein bleibt, und daß sich dieser Längenfehler bei mittlerer Einstellung des Kolben-Zylinder- Aggregats gegenüber dem eben gespannten Seil möglichst gleichmä­ ßig auf ein Zu-viel-Seil und auf ein Zu-wenig-Seil verteilt.

In dem Hydraulikschaltbild von Fig. 3 sind wiederum die vier Kolben-Zylinder-Aggregate aus den Fig. 1 und 2 dargestellt, wobei die nachfolgende Funktionsbeschreibung im wesentlichen nur auf das Kolben-Zylinder-Aggregat 15 a bezogen ist. Das Aggregat 15 a besteht aus einem Zylinder 19 a, einem Kolben 20 a und einer Kolbenstange 21 a. Die Kolbenstange 21 a ist, wie aus Fig. 1 er­ sichtlich ist, mit dem Ende des Stabilisierungsseils 10 a verbun­ den, während der Zylinder 19 a am Spreader 7 befestigt ist. Der Ringraum 22 a des Kolben-Zylinder-Aggregats 15 a ist mit Druckflüs­ sigkeit gefüllt. Der andere Kolbenraum 23 a ist über eine nicht dargestellte Belüftungsbohrung belüftet. Von dem Ringraum 22 a führt eine Leitung 24 a über ein Rückschlagventil 25 a zu einem Porportional-Druckbegrenzungsventil 26, an dessen Ausgang eine Leitung 27 angeschlossen ist, die mit einem Druckschalter 28 und einem Druckspeicher 29 verbunden ist, und die über ein Rück­ schlagventil 30 a zur Leitung 24 a zurückführt. Parallel zum Pro­ portional-Druckbegrenzungsventil 26 liegt in Reihe mit einer Drossel 34 ein 4/2-Wegeventil 36, das manuell steuerbar ist. Der Druckspeicher 29 ist an ein Sicherheits-Druckbegrenzungsventil 31 angeschlossen, dem eine Entleerungsleitung 32 zu einem drucklosen Tank 33 parallelgeschaltet ist. Schließlich ist der Druckspeicher 29 an eine durch einen Motor 35 antreibbare Pumpe 39 angeschlos­ sen, die für die Aufrechterhaltung eines bestimmten Druckes P 1 im Druckspeicher 29 sorgt. Die Höhe dieses Druckes P 1, mit dem über das Rückschlagventil 30 a auch der Ringraum 22 a beaufschlagt wird, ist durch den Druckschalter 28 vorwählbar, und die Einstellung erfolgt so, daß aus den Kolben 20 a eine Vorspannung gegeben wird, die ausreicht, um das an die Kolbenstange 21 a angeschlossene Stabilisierungsseil 10 a bei fehlender Belastung des Spreaders 7 straff zu halten.

Das Proportional-Druckbegrenzungsventil 26 ist auf einen Mindestdruck P 2 eingestellt, der bei unbelastetem Spreader 7 höher liegt als der vom Druckschalter 29 vorgegebene Druck. Das Proportional-Druckbegrenzungsventil 26 wird von einer Lastmeßvor­ richtung 38 angesteuert, die bei dem dargestellten Ausführungs­ beispiel eine Zugmeßdose ist, die am Festpunkt des Hubseils 5 b angebracht ist und an das Proportional-Druckbegrenzungsventil 26 elektrische Signale liefert, die ein Maß für die am Spreader hän­ gende Last ist, so daß die Grenze, bei der das Ventil 26 öffnet, umso höher liegt, je größer die transportierte Last ist.

Zur Steuerung des Ventils 26 können natürlich auch an­ dere Möglichkeiten vorgesehen werden, z.B. ein Meßgerät, das die Stromaufnahme der Hubwerksmotoren mißt und in Abhängigkeit davon das Proportional-Druckbegrenzungsventil 26 steuert.

Es ist dabei möglich, die Abgabe von Signalen der Last­ meßvorrichtung automatisch vom Spreader aus freizugeben, z.B. dann, wenn die Twistlocks sich in der Verriegelungsstellung be­ finden. Macht man die Automatik abschaltbar, so ergibt sich der weitere Vorteil, daß man den Kolben-Zylinder-Aggregaten neben ihrer Ausgleichsfunktion auch noch eine aktive Stellfunktion im Sinne eines Seitenverschiebens oder Drehens der Lastaufnahmevor­ richtung zuweisen kann.

Die Elemente 25 bis 36 stellen eine Dämpfungs- und Ausgleichshydraulik-Einheit dar, die wie folgt arbeitet. Wenn der Spreader 7 zu pendeln anfängt, beispielsweise in Fig. 1 in Rich­ tung des Pfeiles 37, wird eine größere Länge des Stabilisierungs­ seils 10 a verlangt, d.h. das Stabilisierungsseil 10 a ist be­ strebt den Kolben 20 a in Fig. 3 nach links zu ziehen und dadurch der Ringraum 22 a zu verkleinern. Da ein Abfluß aus dem Ringraum 22 a zum Druckspeicher 29 durch das Rückschlagventil 30 a gesperrt ist, kann ein Abfluß nur über das Proportional-Druckbegrenzungs­ ventil 26 erfolgen. Dieses öffnet jedoch erst bei einem Mindest­ druck, der größer als der Druck P 1 ist, und der umso höher ist, je größer das Gewicht der Last ist, so daß auch bei schweren Lasten der Pendelbewegung ein erheblicher Widerstand entgegenge­ setzt werden kann, weil ein solcher erst zugelassen wird, wenn der lastabhängige Druck P 2 am Proportional-Druckbegrenzungsventil 26 überschritten wird. Wenn der Spreader 7 entgegen der Pfeil­ richtung 37 in Fig. 1 wieder zurückschwingt, so schließt das Ven­ til 26 wieder, und der entstehende Überschuß an Stabilisierungs­ seillänge wird sofort wieder aufgebraucht, weil Druckflüssigkeit mit dem Druck P 1 über das Rückschlagventil 30 a und die Leitung 24 a in den Ringraum 22 a zurückfließen kann. Der gleiche Vorgang läuft auch in bezug auf das Kolben-Zylinder-Aggregat 15 b ab. Die an die Kolben der Kolben-Zylinder-Aggregate 15 c und 15 d ange­ schlossenen Stabilisierungsseile werden bei einer Pendelbewegung des Spreaders in Richtung des Pfeiles 37 entlastet, wobei in ihre zugehörigen Ringräume Druckflüssigkeit vom Speicher 29 mit dem Druck P 1 strömen kann, was zu einer Verschiebung der Kolben in Fig. 3 nach links und damit zu einer Straffhaltung der Stabili­ sierungsseile führt. Beim Rückpendeln der Last sind die Kolben der Kolben-Zylinder-Aggregate 15 c und 15 d bestrebt, sich in Fig. 3 nach rechts zu bewegen, wobei auch hier wiederum der lastabhän­ gige Druck P 2 entgegensteht und dämpfend wirkt.

Wenn der Spreader 7 am Ende eines solchen Schwingungs­ vorgangs eine entgegen der Pfeilrichtung 37 geringfügig aus der Normallage ausgerückte Stellung einnimmt und in seine Normallage zurückkehren will, so sucht ihn das Stabilisierungsseil 10 a daran zu hindern. Nun reicht aber wegen der nur geringen Auslenkung des Spreaders die Seilkraft in dem Stabilisierungsseil 10 a nicht mehr aus, um den Druck P 2 aufzubauen, bei dem das Proportional-Druck­ begrenzungsventil 26 öffnen könnte. Um dennoch zu ermöglichen, daß der Spreader 7 in seine Normallage zurückkehren kann ist das 4/2-Wegeventil 36 vorhanden, das z. B. vom Kranführer durch manu­ elle Ansteuerung geöffnet werden kann, so daß der Druck P 2 auf den kleineren Druck P 1 abgebaut wird und die Druckflüssigkeit aus dem Ringraum 22 a in den Druckspeicher 29 zurückfließen kann, bis der Spreader 7 seine Normallage erreicht hat. Die Drossel 34 dient dazu, daß der Druckausgleich nicht schlagartig erfolgt, so daß erneute Pendelbewegungen unterbunden werden.

Claims (4)

1. Lasthub-System mit von einem horizontal verfahrbaren Träger herabhängenden Hubseilen, die eine Lastaufnahmevorrichtung tragen und zu mindestens einer an dem Träger angeordneten Hub­ seilwinde verlaufen, mit sich zwischen dem Hubseilträger und der Lastaufnahmevorrichtung erstreckenden, gegen die Vertikale ge­ neigten Stabilisierungsseilen, welche auf mindestens eine mit der Hubseilwinde gekoppelte Stabilisierungs-Seiltrommel aufwickelbar sind, mit je einer ein Kolben-Zylinder-Aggregat umfassenden Spann- und Dämpfungseinrichtung in Reihe mit jedem Stabilisie­ rungsseil, wobei eine Hydraulikkammer in jedem Kolben-Zylinder- Aggregat, welche eine durch Zugkraft in dem Stabilisierungsseil belastete Druckflüssigkeit enthält, an eine Dämpfungs- und Aus­ gleichshydraulik-Einheit derart angeschlossen ist, daß sie über ein auf einen ersten hohen Druck eingestelltes Druckbegrenzungs­ ventil gegen einen kleineren Druck entleerbar ist, wobei der erste Druck auf eine zur Dämpfung von Pendelbewegungen der Last­ aufnahmevorrichtung erwünschte Seilkraft und der zweite auf eine zum Straffhalten des Stabilisierungsseils ausreichende Seilkraft eingestellt ist, und wobei ein unter dem zweiten Druck stehender Druckmittelvorrat über ein zu der Hydraulikkammer hin öffnendes Rückschlagventil mit dieser verbunden ist, dadurch gekennzeich­ net, daß das Druckbegrenzungsventil (26) als Proportional-Druck­ begrenzungsventil ausgebildet ist und von einer Lastmeßeinrich­ tung (38) steuerbar ist.

2. Lasthub-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Lastmeßeinrichtung (38) im Wege eines Hubseils (5 b) eine Zugmeßdose mit zugehörigem Geber angeordnet ist.

3. Lasthub-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Lastmeßeinrichtung ein Gerät zur Messung des von den Hubwerksmotoren aufgenommenen Stromes mit zugehörigem Geber dient.

4. Lasthub-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Proportional-Druckbegrenzungsventil (26) ein manuell steuerbares Ventil (36) parallelgeschaltet ist, durch das ein Ausgleich zwischen dem ersten höheren und dem zweiten kleineren Druck herstellbar ist.