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Wippkran Damit man die Auslegerverstellung eines Wippkranes gut steuern
kann, ist es erwünscht, daß sich bei gleichbleibender Anlassereinstellung für den
Wippmotor, das heißt für eine gleichbleibende Geschwindigkeit des Wippmotors, im
ganzen Ausladungsbereich des Kranes eine gleichbleibende Wippgeschwindigkeit, das
heißt Geschwindigkeit der Last beim Einziehen und Ausfahren, ergibt. Einer bestimmten
Motordrehzahl des Wippmotors soll also unabhängig von der jeweiligen Ausladung eine
ganz bestimmte Einzieh- oder Ausfahrgeschwindigkeit der Last entsprechen. Bei den
bisher bekannten Wippwerksantrieben ist diese Forderung gar nicht oder nur sehr
unvollkommen erfüllt.
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Bei diesen bekannten Wippwerksantrieben ließ sich daher eine gleichförmige
waagerechte Lastbewegung nur durch ein die Drehzahl des Wippmotors beeinflussendes
Regelorgan erzielen, das in Abhängigkeit von der Auslegerbewegung verstellt wurde.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Wippkran zu schaffen, bei welchem
trotz gleichbleibender Geschwindigkeit des Motors eine gleichförmige waagerechte
Lastbewegung erreicht ist.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die kinematische
Verbindung zwischen dem Wippmotor und dem Wippausleger ein übersetzungsverhältnis
aufweist, das in Abhängigkeit vom Neigungswinkel a des Auslegers steht und genau
oder annähernd verhältnisgleich der Größe ist, so daß sich bei konstanter Geschwindigkeit
des Wippmotors eine gleichbleibende Geschwindigkeit der Last ergibt.
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Die Erfindung eignet sich besonders für einen Wippkran, be,i welchem
die Wippbewegung von einem mit gleichförmiger Geschwindigkeit angetriebenen
Schlitten
abgeleitet ist, der in einer Gleitbahn läuft und durch ein Gestänge mit dem Ausleger
verbunden ist. Ein derartiger Wippkran ist beispielsweise in der Patentschrift 58.I397
beschrieben.
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Erfindungsgemäß greift das den Ausleger mit dem Schlitten verbindende
Gestänge an einem Punkt des Auslegers an, dessen Radius mit der Schlittengleitbahn
einen Winkel a einschließt, der genau oder annähernd der Auslegerneigung entspricht.
Die Bedingung, daß sich die Winkelgeschwindigkeit des Auslegers im Verhältnis i
: sin a in Abhängigkeit zum Neigungswinkel a des Auslegers ändern soll, wird besonders
genau erzielt, wenn das am Ausleger angreifende Gestänge durch eine Parallelogrammführung
parallel geführt ist. Dabei kann die Schlittengleitbahn entweder am Krangerüst befestigt
sein oder auch von einem schwenkbar am Ausleger angebrachten Glied, etwa einem hydraulischen
Zylinder, gebildet werden, das durch Parallelogrammlenker während der Wippbewegung
parallel geführt wird.
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Die Schlittengleitbahn wird dabei am besten waagerecht angeordnet.
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Mehrere bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der
Zeichnung dargestellt. In dieser zeigt Fig. i eine schematische Darstellung zur
Erläuterung der mathematischen Grundlagen der Erfindung, Fig. 2 einen Wippl:ran
mit im Krangerüst waagerecht angebrachter Schlittengleitbahn und mit Parallelführung
für das am Ausleger. angreifende Gestänge, Fig. 3 eine Ausführungsform der Erfindung
mit im Ausleger angebrachter und durch Gestänge waagerecht geführter Schlittengleitbahn,
Fig.4 in größerem Maßstab den bei der Ausführungsform der Fig. 3 vorgesehenen Wippantrieb
und Fig. 5 eine andere Ausführungsform.
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In Fig. i bedeutet .Q den Drehpunkt des Auslegers eines Wippkranes
mit waagerechtem Lastweg und C die Lage der Kopfrolle. Die waagerechte, mit D bezeichnete
Strecke gibt ein. Beispiel für den Lastweg an.
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Damit nun die Last bei gleichförmig umlaufendem Wippmotor in der Zeiteinheit
gleiche Strecken zurücklegt (das mit mehr oder weniger großer Genauigkeit zu erreichen,
ist die Aufgabe der Erfindung), muß die Winkelgeschwindigkeit des Wippauslegers
ungleichförmig verlaufen. Der Ausleger muß dementsprechend in der Zeiteinheit veränderliche
Winkel a i, a2, a3 zurücklegen. Bezeichnet man den Winkel zwischen der Waagerechten
und dem Ausleger AC mit a, so erkennt man, daß sich die vom Punkt A bis zur Last
gemessene Auslegung auf AC - cos a beläuft. Die Lastgeschwindigkeit
entspricht daher dem Differentialquotienten dieser Größe. Sie ist also sin a verhältnisgleich.
Daher muß sich die Geschwindigkeit des Auslegers umgekehrt verhältnisgleich zu sin
a verändern, damit die Lastgeschwindigkeit konstant wird. Diese Bedingung läßt sich
in besonders einfacher Weise bei einem Wippkran erreichen, bei welchem die Wippbewegung
von einem mit gleichförmiger Geschwindigkeit angetriebenen Schlitten abgeleitet
ist, der in einer Gleitbahn läuft.
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Ein derartiger Wippkran ist in Fig. 2 schematisch wiedergegeben.
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Es handelt sich dabei um einen Wippkran mit einem im PunktA am Krangerüst
io gelagerten Ausleger i i, bei welchem ein annähernd waagerechter Lastweg dadurch
erzielt wird, daß das Lastseil 13 von der Hubtrommel 12 im Krangerüst i o aus über
einen Flaschenzug verläuft, der aus einer am Krangerüst gelagerten Rolle 14 und
einer am Ausleger i i gelagerten Rolle 15 besteht. Für die Zwecke der Erfindung
ist im Krangerüst eine Gleitbahn 16 vorgesehen, in welcher mit gleichförmiger Geschwindigkeit
ein Schlitten 17 angetrieben werden kann. Von diesem wird die Wippbewegung abgeleitet.
Er ist nämlich mit dem Ausleger durch ein Gestänge verbunden. Zu diesem Gestänge
gehört eine Stange 18, die im Punkt B am Ausleger angreift. -Der Punkt B liegt auf
der Geraden zwischen dem Auslegerdrehpunkt A und der nicht näher dargestellten Kopfrolle
C. :'Mithin schließt der Radius BA mit der Schlittengleitbahn 16 den Winkel x ein,
welcher der Auslegerneigung entspricht.
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Die Stange i8 wird durch eine Parallelogrammführung parallel geführt.
Ihr Ende b ist zu diesem Zweck sowohl durch einen Lenker i9 mit einem am Krangerüst
vorgesehenen Drehpunkt 2o verbunden als auch durch einen ebenso lang bemessenen
Lenker 21 an den Schlitten 17 angeschlossen. Das hat zur Wirkung, daß die Stange
18 jederzeit eine waagerechte Geschwindigkeitskomponente aufweist, die halb so groß
ist wie die Geschwindigkeit des Schlittens 17. Zum Wippantrieb dient ein hydraulischer
Zylinder 22, der am Krangerüst io befestigt ist und dessen Kolbenstange am Schlitten
17 angreift.
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Am besten wird dieser hydraulische Zylinder in der in Fg. q. dargestellten
Weise mit der Pumpe 23 und deren elektrischen Antriebsmotor 2.I zu einer Einheit
verbunden. Von der Pumpe führen Leitungen 25 und 26 zu den Enden des Zylinders 22.
Die Regelung der Förderrichtung und Fördermenge kann entweder durch Regelung und
Umsteuerung des Motors 26 oder auch durch Ausgestaltung der Pumpe 23 als Regelpumpe
erfolgoii, deren Umsteuerung entweder durch ein Umsteuerventil oder durch Verstellung
ihres Stellgliedes durch die Nullage hindurch vorgenommen wird.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Eine Lageänderung des Schlittens 17
vom Punkt c zum Punkt cl hat eine Verschiebung des Punktes b nach bi zur Folge.
Infolge der Gleichheit der Lenker 19 und 21 verbleibt der Punkt b auf seinem Wege
zu der Stelle b1 ständig über der :Mitte zwischen den Punkten 17 und 2o. Die -horizontale
Geschwindigkeitskomponente des Punktes b ist danach jeweils halb so groß wie die
Geschwindigkeit
des Kolbens im Zylinder 22: Man erhält daher bei
einer konstanten Ölförderung eine konstante waagerechte Geschwindigkeitskomponente
des Punktes B. Damit ist aber die gestellte Bedingung für die gleichbleibende Lastgeschwindigkeit
erfüllt.
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Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung handelt
es sich um einen Wippkran nach der obenerwähnten Patentschrift 584 397. Dementsprechend
ist unter dem Drehpunkt A des Auslegers i i i im Krangerüst i io eine Gleitbahn
125 vorgesehen, und in dieser ist ein Schlitten 126
geführt, der mit
dem Ausleger durch eine an diesem im Punkt B angreifende -Lenkerstange 127 verbunden
ist.
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Zur Erzielung eines waagerechten Lastweges wird die Verschiebung des
Schlittens 126 in der Gleitbahn 125 irgendwie auf das Lastseil übertragen, z. B.
dadurch, daß diese Bewegung über ein Differentialgetrielxe auf die Hubtrommel übertragen
wird.
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Für die Zwecke der Erfindung greift nun das Wippgestänge am Punkt
B an, dessen Radius. BA
mit der Waagerechten den Winkel a bildet, und
zwar wird dieses Wippgestänge von dem hydraulischen Zylinder 22 und seiner Kolbenstange
gebildet, wobei die Kolbenstange durch ein Gelenkparallelogramm paralliell :geführt
wird. Zu diesem Zweck greifen am Ende der Kolbenstange bei 17 zwei gleich lange
Lenker 128 und 129 an, die zum Lenker 127 und zum Radius BA des Auslegers
paralell verlaufen und daran gelenkig befestigt sind. Eine in der Zeiteinheit gleichbleibende
Verkürzung oder Verlängerung des Gestänges bB, wobei in dieser Ausführungsform der
Punkt b von dem !Stangenkopf 17 gebildet wird, hat eine gleichbleibende horizontale
Geschwindigkeitskomponente des Punktes B zur Folge, woraus sich nach dem oben Gesagten
eine gleichbleibende Geschwindigkeit der Last ergibt.
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Gestrichelt sind die, ,Stellungen der verschiedenen Elemente bei eingezogener
Last angegeben. Eine eigentliche Schlittengleitbahn erübrigt sich hier, da sie durch
die Lenkergeradführung n28, i29 ersetzt ist. Auch hier schließt diese Geradführung
mit dem Radius BA des Auslegers den Winkel a ein, welcher die Auslegerneigung
darstellt. Bei dieser Ausführungsform wirkt das hydraulische Wippwerk gleichzeitig
als Gegengewicht zum Gewichtsausgleich des Auslegers.
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Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung eines hydraulischenWippwerksantriebes
beschränkt. Vielmehr können auch andere Antriebe, wie Spindel, Zahnstange od. dgl.,
für das Gestänge bB verwendet werden.
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Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung ist
die Geradführung für den Punkt 17 waagerecht angeordnet. Sie. kann aber auch senkrecht
angeordnet sein. Eine solche Ausführungsform ist in Fig.5 wiedergegeben. Hierbei
handelt, es sich wiederum um einen Wippkran, bei welchem der waagerechte Lastweg
durch dieseleben Mittel erzielt wird wie bei dem in Fig. 3 gezeigten Wippkran. Dementsprechend
sind die gleichen Bezugsziffern für diejenigen Elemente verwendet, die denen der
Fig. 3 gleichen. Der Wippwerksantrieb jedoch entspricht der Ausführungsform der
'ig. 2 mit dem einzigen Unterschied, daß er um 9'° versetzt angeordnet ist. Dementsprechend
bildet die Gleitbahn eine Verlängerung der Gleitbahn 125.
Das am Ausleger
im Punkt B angreifende Gestänge 18 ist wiederum durch das Lenkerpaar i9 und 21 mit
dem hydraulischen Zylinder 22 und dem Schlitten 17 verbunden. Der hydraulische Zylinder
ist fest am Krangerüst unterhalb der Auslegerachse A angebracht.
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Auch hierbei ist die Bedingung erfüllt, daß der Radius BA mit
der Schlittengeradführung 16 einen Winkel x einschließt, welcher genau der Auslegerneigung
entspricht.
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Es sind auch Ausführungen der Erfindung möglich, bei denen die Schlittengeradführung
weder waagerecht noch senkrecht, sondern geneigt verläuft. Auch dabei kommt es nur
darauf an, daß der Angriffspunkt. B am Ausleger richtig gewählt ist und daß dementsprechend
der ;Radius BA mit der Schlittengeradführung einen Winkel a einschließt,
welcher der Auslegerneigung entspricht.