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Sicherheitsvorrichtung für die Triebwerke von Hebezeugen Die vorliegende
Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitseinrichtung für die Triebwerke von Hebezeugen,
also von Drehkranen, Wippkranen, Baggern und ähnlichen Vorrichtungen, und bezweckt
eine selbsttätige Begrenzung des auf die Antriebswelle eines Triebwerkes ausgeübten
Drehmomentes auf ein durch die jeweiligen Betriebsbedingungen gegebenes Maß. Der
Kranbetrieb soll also gegen Bedienungsfehler geschützt werden, die durch Nichtbeachtung
der jeweiligen Arbeitsbedingungen dadurch entstehen könnten, daß dem Triebwerk bei
der Bedienung der Schaltvorrichtungen eine Leistungsabgabe aufgezwungen wird, die
an sich zwar innerhalb der an sich zulässigen Höchstgrenze liegt, aber unter den
zufällig vorliegenden Betriebsbedingungen nicht angewendet werden darf. Für den
Sonderfall elektrisch angetriebener Krane mit einem Einzelmotorantrieb für jedes
einzelne Triebwerk ist bereits vorgeschlagen worden, die Überschreitung einer bestimmten
mit den jeweiligen Betriebsbedingungen sich ändernden höchsten Antriebsleistung
dadurch zu verhindern, daß entweder auf mechanischem Wege die Bewegung des Motorschalthebels
auf bestimmte Leistungsstufen begrenzt wird oder daß durch eine elektrische Schaltung
die Leistungsabgabe des Motors selbst begrenzt wird. Bei der vorliegenden Erfindung
handelt es sich zunächst darum, die genannte Aufgabe mit solchen Mitteln zu lösen,
die nicht an das Vorhandensein besonderer Vorbedingungen, wie des Einzelantriebs
durch ElektrnmotoNn, geknüpft sind. Die Sicherheitseinrichtung soll also bei jeder
beliebigen Antriebsart anwendbar sein. Außerdem sollen mit der Erfindung auch noch
Vorteile in betrieblicher Hinsicht, insbesondere bezüglich der Ausnutzung der jeweils
zulässigen Beschleunigungen erreicht werden.
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Gemäß der Erfindung wird die gestellte Aufgabe durch die Anwendung
einer an sich bekannten von Hand ein- und ausschaltbaren Sicherheitskupplung gelöst,
bei welcher während des Betriebes die Einstellung des höchsten durch die Kupplung
übertragbaren Drehmomentes verändert werden kann. In die Antriebswelle des zu überwachenden
Triebwerkes wird also eine solche Kupplung eingeschaltet, so daß das Triebwerk mit
Hilfe dieser Kupplung nicht nur überwacht, sondern auch an- und abgeschaltet werden
kann.
Nach der Erfindung wird dabei die Einstellung des Höchstübertragungsmomentes
unabhängig von dem durch,die Kupplung j:eweils übertragenen Drehmoment laufend vors''",
außen her in Abhängigkeit von derjenig. Betriebsgröße verändert, deren Berücksichti
gung bei der Antriebsregelung des betreffen-. den Triebwerks notwendig oder erwünscht
ist. Die Einstellung erfolgt in der Weise, daß der an der Kupplung befindliche Stellhebel
für die Veränderung des übertragbaren Momentes durch ein mechanisches Gestänge oder
auch durch Vermittlung eines elektrischen Zwischentriebes mit einem derjenigen Bauteile-
verbunden ist, die sich in Abhängigkeit von der in Frage kommenden Betriebsgröße
bewegen, deren Berücksichtigung bei der Antriebsregelung des betreffenden Triebwerkes;
beispielsweise auch bezüglich der jeweils zulässigen Beschleunigungen, notwendig
öder erwünscht ist. Soll also beispielsweise die jeweilige Ausladung des Auslegers
berücksichtigt werden, so kann die Einstellvorrichtung an der Kupplung vom Ausleger
selbst bewegt werden; wenn die Größe der Last berücksichtigt werden soll, so kann
die Bewegung einer auf das Hubseil aufgesetzten Fühlrolle auf die Einstellvorrichtung
übertragen werden; eine Berücksichtigung .der Pendellänge kann durch die Bewegung
einer von der Achse der Hubseiltrommel bewegten Wandermutter. erfolgen: Die Veränderung
jeder der in Frgekommenden Betriebsgrößen läßt sich jedenfalls in eine körperliche
Be-%vegung umsetzen, die für sich oder gemeinsam zu mehreren auf die Einstellvorrichtung
an der Kupplung übertragen werden kann: Damit wird die gestellte Aufgabe in einer
besondtrs einfachen Weise gelöst, da beim Einschalten des zu überwachenden Triebwerkes
keinesfalls ein höheres Drehmoment als das jeweils zulässige auf das Triebwerk ausgeübt
werden kann. Wird das zulässige Drehmoment überschritten, so erfolgt in der Kupplung
kein Abschalten des Antriebes, sondern lediglich eine Begrenzung auf das zulässige
Höchstmaß unter zeitweisem Schlüpfen der Kupplung. Hierin liegt ebenfalls ein besonderer
Vorteil, da die Belastungsüberschreitung der Triebwerke von Hebezeugen in der weitaus
überwiegenden Zahl der Fälle nicht durch das Vorhandensein zu großer Widerstände,
sondern durch die Anwendung zu großer Beschleunigung hervorgerufen wird. In diesenFällen
wird also bei derAnwendung der neuen Anordnung die. Beschleunigung mit dem zulässigen
höchsten Drehmoment in der gewünschten Weise allmählich durchgeführt, bis die gewünschte
Geschwindigkeit erreicht ist, bei der keine weitere Beschleunigung erforderlich
ist, so daß dann bei der hohen -Endgeschwindigkeit die Kupplung nach Fortfall der
Beschleunigungskräfte als starre Kupplung wirkt. Es liegt also eine ganz .:andere
Arbeitsweise vor als bei denjenigen -"Vorrichtungen, bei denen die Motorgeschwin-.
''digkeit dadurch begrenzt wird, daß die Be-.wegurig :des Motorschalthebels auf
bestimmte niedrige Schaltstufen begrenzt wird. Bei einer solchen Begrenzung der
Schaltstufen sind nämlich immer noch Bedienungsfehler nicht restlos ausgeschlossen,
denn wenn beispielsweise bei fünf Schaltstufen die beiden höchsten verriegelt werden;
so ist es immer noch möglich, gefährlich hohe Beschleunigungen durch zu plötzliches
Einschalten der höchsten freigegebenen Stufe zu erzielen. Beim Erfindungsgegenstand
werden- dagegen auch die Beschleunigungen stets :innerhalb der zulässigen Grenzen
gehalten.
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IndenvorstehendenAusführungen ist unter dem Worte Triebwerke beispielsweise
das Hubwerk, das Wippwerk, das Drehwerk oder das Fahrwerk eines fahrbaren Wippkranes
zu verstehen. Jedes einzelne .dieser Triebwerke kann mit,der genannten Kupplung
ausgerüstet werden; bei einem Hebezeug mit mehreren Triebwerken kann also je nach
den Betriebs-' bedingungen ein Triebwerk mit einer Sicherheitskupplung oder mehrere
Triebwerke mit einer entsprechenden Zahl von Einzelkupplungen ausgerüstet werden.
Als Betriebsgrößen, welche für die Einstellung des Drehmomentes an den einzelnen
Kupplungen in Frage kommen, sind beispielsweise zu nennen die jeweilige Ausladung
des Auslegers, die Größe der Last, die Pendellänge der Last, das Kippmoment der
Last und ähnliche durch Meßinstrumente feststellbare Werte. Bei der Bedienung jedes
Triebwerkes kann es erwünscht sein, daß auf irgendeine -der genannten Betriebsgrößen,
welche nicht identisch mit dem in der Kupplung übertragenen Drehmomente ist, besondere
Rücksicht genommen wird, indem der Antrieb so eingerichtet wird, daß ein bestimmtes
Drehmoment, dessen Höhe sich nach dem jeweiligen Wert der betreffenden Betriebsgröße
richtet, nicht überschritten wird.
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Zur näheren Erläuterung der Erfindung sind im folgenden Ausführungsbeispiele
angegeben, aus denen Zweck und Wirkungsweise der Anordnung besonders deutlich erkennbar
sind. Als erstes Beispiel sei der Antrieb des Wippwerkes eines Drehkranes angeführt.
Bei der Bedienung eines solchen Wippwerkes ist es häufig erforderlich, auf die jeweilige
Pendellänge des Lastseiles Rücksicht zu nehmen, denn bei kleiner Pendellänge können
schnelle Wippbewegungen durcbgeführt werden, während bei großer Pendellänge ein
vorsichtigeres Arbeiten erforderlich
ist. Die Berücksichtigung
- der Pendellänge beim Betrieb des Wippwerkes erfolgt .gemäß der Erfindung selbsttätig,
indem das Wppwerk mit einer Sicherhetsrutschkupplung ausgerüstet wird. Die Grlß,
des in dieser Kupplung übertragbaren Drehmomentes ist regelbar und wird in Abhängigkeit
von der Pendellänge selbsttätig eingestellt, so daß bei kleiner Pendellänge ein
höheres Drehmoment übertragen werden kann als bei großer. Durch diese Anordnung
ist .der Kranführer zu einem vorsichtigen Schalten bei großer Pendellänge gezwungen,
da das Antriebsdrehmoment eine der Pendellänge entsprechende Größe überhaupt nicht
überschreiten kann.; ein unvorsichtiges Schalten würde nicht eine Erhöhung der Wippgeschwindigkeit,
,sondern lediglich ein Rutschen der Sicherheitskupplung bewirken.
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Besonders vorteilhaft .läßt sich die Vorrichtung zur Veränderung des
übertragbaren Drehmoments an der Sicherheitskupplung anbringen, wenn die Kupplung
als Magnetkupplung ausgebildet wird; eine Veränderung der Stromzufuhr zur Magnetwicklung
verändert dann die magnetische Kraft und -damit das übertragbare Drehmoment. Magnetkupplungen
haben weiterhin den Vorteil, daß sie unabhängig von den Betätigungsorganen an jeder
Stelle leicht angebracht werden können, denn sowohl die Verbindung zu :dem Schalter
am Führerstand als auch die Verbindung mit der Vorrichtung zur Änderung des Erregerstromes
in Abhängigkeit von irgendeiner andern Betriebsgröße erfolgt in einfacher Weise
durch überall anzubringende .Kabel.
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Die neue Anordnung ermöglicht weiterhin auch die Anbringung einer
Signaleinrichtung, welche entweder die Verringerung des übertragbaren Drehmomentes
oder das Durchrutschen der zugehörigen Kupplung oder beides anzeigt. Auf diese Weise
kann .dem Kranführer der Zustand der Kupplung sichtbar gemacht werden, so daß er
ein Schleifen der Kupplung vermeiden kann; das Schleifen der Kupplung .soll ja im
allgemeinen nur als Sicherheitsmaßnahme dienen und nach Möglichkeit im Betrieb vermieden
werden.
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Das angeführte Beispiel iäßt sich ohne weiteres auf die oben angeführten
weiteren Triebwerke sinngemäß übertragen; es ist also bei jedem Triebwerk in der
angegebenen Weise möglich, das übertragbare Drehmoment einer Kupplung so zu begrenzen,
daß sich das maximal übertragbare Drehmoment in Abhängigkeit von einer anderen Betriebsgröße
ändert, die unabhängig von dem von der Kupplung übertragenen Moment ist.
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Wird die Kupplung an der Seiltrommel eines Lasthubwerkes angebracht,
so kann die gleiche Kupplung auch noch dazu benutzt werden, beim Lastsenken - als
Bremse die Senkgeschwindigkeit zu regeln. In diesem Falle wird die Kupplung zweckmäßig
unmittelbar an der Seiltrommel angebracht, so -daß beim Abschalten der Kupplung
lediglich die Seiltrommel selbst frei beweglich wird, so daß auch,der leere Lasthaken
sich mit ausreichender Geschwindigkeit senken kann.
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Außer den obengenannten Betriebsgrößen ist im übrigen noch die Stellung
des Kranes oder einer Laufkatze zu .den Gleisenden zu nennen. In der Nähe der Gleisenden
kann also das übertragbare Drehmoment der Fahrwerke so verringert werden, daß keine
hohen Geschwindigkeiten an gefährdeten Stellen möglich sind. Im übrigen kann auch
das von einer Kupplung übertragbare Drehmoment von mehreren _ Betriebsgrößen gleichzeitig
abhängig gemacht werden, also etwa gleichzeitig von dem Gewicht der Last und der
Auslegerstellung, so daß das übertragbare Moment, sowohl bei einem Zunehmen .der
Last ats auch bei einer Vergrößerung der Ausladung, abnimmt. Auch in diesen, Fällen
ist die Anwendung elektrisch betätigter Kupplungen von Vorteil, da in den ,Stromkreis
hintereinander zwei Widerstände in einfachster Weise eingeschaltet werden können,
welche in Abhängigkeit von verschiedenen Betriebsgrößen zunehmen.
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Die Vorrichtungen zum Ein- und Ausschalten der Kupplungen vom Führerstand
aus können im übrigen mit den-Bedienungshebeln für die Antriebsmaschinen vereinigt
werden, so daß es ohne weiteres möglich ist, für jedes Triebwerk lediglich einen
Handgriff vorzusehen, dessen Betätigung alle bei dem betreffenden Antrieb möglichen
Bewegungen hervorruft.