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Sicherheitsvorrichtung für Krane
Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung
für Krane mit veränderlicher Ausladung und veränderlicher Last, bei welcher in Abhängigkeit
von der Größe der Last und der Größe der Ausladung beim Überschreiten des zulässigen
Lastmomentes oder der zulässigen Überlast der Wippwerks- und der Hubwerksantneb
ausgeschaltet werden.
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Sicherheitsvorrichtungen dieser Art sind in vielen verschiedenen
Konstruktionen bekannt. Allen diesen bekannten Vorrichtungen ist der Mangel eigen,
daß die Anzeigeskalen für die Ausladung und die Last für jeden Kran bei seiner Inbetriebnahme
geeicht werden müssen. Diese Eichung ist nicht nur sehr umständlich und schwierig,
sondern ergibt auch Ungenauigkeiten und eine ungleichmäßige Teilung der Skalen,
was unerwünscht ist.
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Ein anderer Mangel der bekannten Sicherheitsvorrichtungen besteht
darin, daß die bei ihnen verwendeten, meistens als Stirnradumlaufgetriebe ausgebildeten
Lastwaagen übersetzungsändernden Charakter haben, d. h., daß bei der Festlegung
der Hubgeschwindigkeit eines mit einer der bekannten Sicherheitsvorrichtungen auszurüstenden
Kranes die Übersetzung der Lastwaage berücksichtigt werden muß. Häufig kommt es
aber vor, daß erst nachträglich in einen Kran eine Sicherheitsvorrichtung zur Begrenzung
des Lastmomentes und der Überlast eingebaut werden soll. Durch den übersetzungsändernden
Charakter der bekannten Lastwaagen war man daher in so einem Fall bisher stets gezwungen,
entweder eine andere Hubgeschwindigkeit in Kauf zu nehmen oder das Hubwerksgetriebe
zu ändern, d. h., die
Ubersetzung so zu ändern, daß die Gesamtübersetzung,
die Übersetzung der Lastwaage einbegriffen, die ursprüngliche Hubgeschwindigkeit
wieder ergab. Beide Lösungen sind nur Notlösungen und bedeuten einen Nachteil.
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Der Erfindung obliegt die Aufgabe, eine Vorrichtung der erwähnten
Art zu schaffen, deren Skalen für die Ausladung und die Last im Hinblick auf die
Teilung bei der- Konstruktion schon in einfacher Weise genau festgelegt werden kann
und deren Teilung gleichmäßig ist.
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Ein weiterer erheblicher Fortschritt besteht darin, daß die neue
Vorrichtung ohne vorherige besondere Eichung bei der Inbetriebnahme des Kranes angewandt
werden kann. Die Teilung der Skalen wird bei Kranen von verschiedener Ausladung
und Tragfähigkeit jeweils in einfacher Weise umgerechnet und muß nicht wie bei den
bekannten Vorrichtungen durch Probieren ermittelt werden.
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Der Erfindung liegt außerdem die Aufgabe zugrunde, für derartige
Sicherheitsvorrichtungen eine Lastwaage zu schaffen, die den nachteiligen übersetzungsändernden
Charakter nicht aufweist, d. h. die eine Übersetzung von I: I hat. Die erfindungsgemäße
Lastwaage ist nicht nur für die Sicherheitsvorrichtung gemäß der Erfindung geeignet
und vorgesehen, sondern kann in besonders vorteilhafter Weise auch bei den bekannten
Sicherheitsvorrichtungen benutzt werden, uIld zwar besonders in den Fällen, bei
denen nachträglich in Krane Sicherheitsvorrichtungen zur Begrenzung des Lastmomentes
und der Überlast eingebaut werden. Eine andere Hubgeschwindigkeit oder die Änderung
des Hubwerkes braucht damit nicht mehr in Kauf genommen zu werden.
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Gemäß der Erfindung wird dieser Fortschritt dadurch erzielt, daß
für die Meßgröße »Last« eine Lastwaage vorgesehen ist, deren Gewichtsarm durch eine
Verbindungsstange und einen Gelenkhebel mit einem auf einer Führungsbahn beweglichen
Schaltschlitten gelenkig verbunden ist, und für die Meßgröße »Ausladung « ein zweiter
Schaltschlitten vorgesehen ist, der auf der gleichen oder einer anderen Führungsbahn
beweglich ist und über- einen Gelenkhebel, Antriebselemente und ein Gestänge mit
dem Kranausleger gelenkig in Verbindung steht, wobei auf den Schaltschlitten Schaltorgane
angeordnet sind.
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Erfindungsgemäß ist die Lastwaage als Kegelradgetriebe ausgebildet,
das aus zwei auf zwei gleichachsig angeordneten Wellen undrehbar gelagerten Kegelrädern
besteht, die durch ein drittes Kegelrad miteinander verbunden sind, das drehfest
auf einer im Lastwaagengehäuse drehbar gelagerten Achse befestigt ist, wobei das
Lastwaagengehäuse auf der Kegelradwelle drehbar gelagert ist und an ihm Lastwaagengewichtsarme
fest angebracht sind, die das Lastwaagengewicht aufnehmen.
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Ein zweites Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Lastwaagengewichtsarme
derart am Lastwaagengehäuse befestigt sind, daß sie mit der Senkrechten den gleichen
Winkel einschließen wie der Kranausleger mit der Senkrechten in der Stellung der
größten Ausladung, die er mit der Höchstlast einnehmen darf.
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In einer Abart der Erfindung ist vorgesehen, das Lastwaagengewicht
durch eine oder mehrere Federn mit besonderer, vorzugsweise gekrümmter Kennlinie
zu ersetzen, um die Massenkräfte klein zu halten. Ein anderes Merkmal ist dadurch
gekennzeichnet, daß die Schenkel der Gelenkhebel gleich lang sind, ihre Länge dem
Abstand von Mitte Anlenkpunkt der Verbindungsstange am Lastwaagengewichtsarm bis
Mitte Drehachse. des Lastwaagengehäuses gleich ist und sie so angeordnet sind, daß
einerseits jeder Schenkel des der Lastmessung dienenden Gelenkhebels mit der Führungsbahn
immer den gleichen Winkel einschließt wie die Lastwaagengewichtsarme mit der Waagerechten
und andererseits jeder Schenkel des der Ausladungsmessung dienenden Gelenkhebels
mit der Führungsbahn immer den gleichen Winkel einschließt wie der Ausleger mit
der Waagerechten.
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Durch die vorerwähnten Merkmale der Erfindung wird eine gleichmäßige
Teilung der Ausladungs- und der Lastskala sowie die einfache Bestimmung derselben
erreicht.
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Bekanntlich genügt es nicht, wenn bei einem Wippkran nur das Lastmoment
unterhalb der vorgeschriebenen Grenze gehalten wird, weil hierbei im Bereich der
kleinen Ausladungen eine Belastung gewählt werden könnte, die der Konstruktion des
Kranes nicht zugemutet werden kann, da diese weit über der zulässigen Überlast liegen
würde. Es muß deshalb neben der Begrenzung des Lastmomentes noch eine Begrenzung
der Last vorgesehen werden.
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Dieser Forderung trägt die Erfindung in vorteilhafter Weise durch
ein weiteres Merkmal Rechnung, nach welchem zur Betätigung des auf dem Schaltschlitten
des lastmessenden Teiles angeordneten Schaltorgans neben dem auf dem Schaltschlitten
des ausladungsmessenden Teiles angeordneten Schaltorgan ein zweites Schaltorgan
vorgesehen ist, das -zur Begrenzung der zulässigen Überlast dient.
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Die mechanischen Wirkungsgrade der zwischen Lastwaage und Last in
den Kraftfluß eingeschalteten Teile der Vorrichtung bilden die Ursache dafür, daß
bei gleicher Last die Stellung des der Lastmessung zugeordneten Schaltschlittens
beim Heben eine andere ist als beim Senken. Beim Heben entspricht das Moment des
Lastwaagengewichtes einem Lastmoment gleich Last X Trommelradius X ÜbersetzungiGesamt
wirkungsgrad, beim Senken dagegen entspricht es einem Lastmoment gleich Last x Trommefradius
X Übersetzung X Gesamtwirkungsgrad, d. h., der Ausschlag des Lastwaagengewichtes
bzw. die Stellung - des der Lastmessung dienenden Schaltschlittens beim Heben verhält
sich zu dem Ausschlag bzw. der Stellung beim Senken wie Eins zum Quadrat des Gesamtwirkungsgrades
(I: r12) Im Hinblick auf eine bestimmte Lastmomentgrenze würde die unterschiedliche
Stellung des der Lastmessung zugeordneten Schaltschlittens bei gleicher Last aber
bedeuten, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung beim Heben schon vor der vorgeschriebenen
Grenze, beim Senken aber erst dahinter das Wipp- und Hubw-erk ausschaltet.
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Um diesen Mangel zu vermeiden, um die Ausschaltung des Hub- und Wippwerkes
genau bei dem vorgeschriebenen Lastmoment sowohl beim Heben als auch
beim
Senken zu erreichen, ist nach einem anderen Erfindungsmerkmal das auf dem der Lastmessung
zugeordneten Schaltschlitten angeordnete Schaltorgan als mehrstufiger Schalter mit
einstellbaren Schaltstücken ausgebildet.
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Damit sich das Schwungmoment des Lastwaagengewichtes nicht ungünstig
auf das Gestänge, die Schaltschlitten und die darauf angeordneten Schaltorgane aus1virken
kann, sind gemäß der weiteren Erfindung die Lastwaagengewichtsarme mit einem Dämpfer
verbunden und der Weg des Lastwaagengewichtes durch Puffer begrenzt.
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Weil zu dem Zeitpunkt, in dem das Lastmoment oder die Last das zulässige
Maß überschreitet und die Schaltorgane den Wippweris- und Hub werks antrieb stillsetzen,
der Motor nicht sofort stillsteht, sondern trotz Einfallens der Bremse noch eine
gewisse Drehbewegung ausführt, wäre es möglich, daß die Schaltorgane bzw. die Schaltschlitten
mit Wucht aufeinanderprallen und brechen, zumindest aber großen Beanspruchungen
ausgesetzt würden. Um dem vorzubeugen, sieht die Erfindung ein elastisches Glied
vor, das in die Verbindungsstange zwischen Lastwaagengewichtsarm und dem einen Gelenkhebel
eingeschaltet ist.
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In der Zeichnung ist ein schematisches, unmaßstäbliches Ausführungsbeispiel
des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht, an Hand dessen die Erfindung nun noch
näher beschrieben werden soll. Es zeigt Abb. I eine Ansicht des Hubwerkes mit der
Lastwaage im Längsmittelschnitt, Abb. 2 eine Ansicht der Lastwaage in Richtung I-I
der Abb. I und den übrigen Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Abb. 3 sowie
Abb. 4 besondere Stellungen der Schaltschlitten mit den Schaltorganen und den Gelenkhebeln
und Abb. 5 sowie Abb. 6 je eine Einzelheit.
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Das dargestellte Ausführungsbeispiel bezieht sich auf einen Wippkran,
der eine Ausladung von 7 bis 38 m aufweisen und dessen Hubvermögen 2,5 bis 5 t betragen
soll. Die Höchstlast ist also 5 t. Die zulässige Überlast soll bei 5,5 t liegen,
d. h., daß das Hubwerk, das Wippwerk und die Stahlkonstruktion des Kranes bei Berücksichtigung
aller Umstände, wie z. B.
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Winddruck u. ä., eine Last von 5,5 t ohne Schaden noch vertragen kann.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung muß demgemäß ungeachtet dessen, wie groß das Lastmoment
ist, das Hubwerk und Wippwerk bei einer Last von über 5,5 t ausschalten.
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Dies ist insofern notwendig, als bei entsprechend kleiner Ausladung
die Last weit über der Grenze von 5,j t liegen könnte, obwohl das Lastmoment noch
unter der vorgeschriebenen Grenze liegt.
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Das Lastmoment des vorliegenden Kranes soll folgendermaßen festgelegt
sein. Bei einer Ausladung von 7 bis 19 m soll der Kran 5 t tragen können.
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Innerhalb des Ausladungsbereiches zwischen 19 und 38 m soll die Trngfähigkeit
von 5 auf 2,5 t abnehmen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus dem Teil, der den Faktor
»Last« mißt, und dem Teil, der den Faktor »Ausladung« mißt, sowie einer Anzeigeeinrichtung.
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Der lastmessende Teil besteht im wesentlichen aus der erfindungsgemäßen
Lastwaage, welche in das Hubwerk eingeschaltet ist. Die Last ist mit 1, das Lastseilomit
2, die Hubtrommel mit 3, das Hubwerksgetriebe mit 4, eine Kupplung mit 5, die Bremsscheibe
der Hubwerksbremse mit 6 und der Antriebsmotor, ein Elektromotor, mit 7 bezeichnet.
Zwischen der Kupplung 5 und der Bremse, deren Bremsscheibe6 gleichzeitig als Kupplung
ausgebildet ist, ist die Lastwaage angeordnet. Die Lastwaage besitzt ein Gehäuse
8, das auf Wellen 9, 10 drehbar gelagert ist, von denen eine, 9, mit der Kupplung
5 und die andere, I0, mit der Bremsscheibe 6 in Verbindung steht. Die Welle 9 ist
einerseits im Hubwerksgeftiebe 4 und andererseits mittels eines Bockes II abgestützt.
Die Welle 10 ist einmal am Motor und zum anderen Mal am Bock I2 gelagert.
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Innerhalb des Lastwaagengehäuses 8 ist auf der Welle g ein Kegelrad
13 und auf der Welle 10 ein Kegelrad 14 undrehbar gelagert. Mit den Kegelrädern
13 und 14 steht ein Kegelrad 15 im Eingriff, welches auf einer Achse 16 undrehbar
angeordnet ist, die drehbar im Lastwaagengehäuse 8 gelagert ist. An dem Lastwaagengehäuse
8 sind erfindungsgemäß die Lastwaagengewichtsarme 17a und 17< mittels Schraubenz8
derart befestigt, daß sie mit der Senkrechten den gleichen Winkel a einschließen
wie der Kranausleger mit der Senkrechten in der Stellung der größten Ausladung,
die er mit der Höchstlast einnehmen darf. Das Lastwaagengewicht 19, das auf einer
Achse 20 ruht, die sich in den Armen 17, und I7b abstützt, und die Gewichtsarme
I7a und 17< selbst, d. h. der Abstand vom Gewichtsschwerpunkt bis zur Senkrechten
durch die Lastwaagengehäusedrehachse, sind so bemessen, daß das Moment aus Lastwaagengewicht
19 X Abstand unter Berücksichtigung der Wirkungsgrade und des Übersetzungsverhältnisses
dem Lastmoment beim Senken der zu messenden Minimallast (2,5 t) entspricht. An dem
Gewichtsarm I7a ist im Punkte 21 die Ver'oindungsstange 22 gelenkig angeschlossen,
die ihrerseits mit einem gleichschenkligen Gelenkhebel 23 durch ein Gelenk verbunden
ist. Der eine Schenkel des Gelenkhebels 23 ist in einem festen Punkt 24 drehbeweglich
befestigt, und der andere Schenkel ist ebenfalls drehbeweglich an einem Schaltschlitten
25 angeschlossen.
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Der Schaltschlitten 25 ist auf einer Führungsbahn 26, die an geeigneter
Stelle im Kranführerhaus fest angeordnet ist, hin und her schiebbar. Der Schaltschlitten
25 trägt starr befestigt einen Schalter 27 mit zwei Schaltstempeln 27, und 27b,
welche an ihrem freien Ende je eine drehbar gelagerte Rolle besitzen.
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Der Schalter 27 ist als bekannter, handelsüblicher mehrstufiger Schalter
mit einstellbaren Schaltstücken ausgebildet, den die Abb. 6 im Schema veranschaulicht.
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Die einstellbaren Schaltstücke sind die beweglichen Schaltstücke 27eZ
27, 27e, während 27, 27g und 27 die festen Schaltstücke darstellen. Die Schaltstücke
27eX 27f sind der Senkbewegung zugeordnet, die Schaltstücle 27d, 27g der Nullstellung
und die Schaltstücke 27,, 27, der Hubbewegung. Die beweglichen Schaltstücke 27,,
27da 27, sind auf einer Schaltstange 27 mit Hilfe der Gewindescheiben27j bzw.
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27k und der Mutter 271 so eingestellt, daß der Abstand zu ihren zugehörigen
festen Schaltstücken 27f bzw.
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27,, bzw. 278 derart bemessen ist, daß die beim Heben und Senken durch
die mechanischen Wirkungsgrade bedingte unterschiedliche Stellung des Schaltschlittens
25 berücksichtigt wird und die Ausschaltung des Hub- und des Wippwerkes, gleichgültig
ob im Hub-oder Senksinne gefahren wird, bei dem vorgeschriebenen Lastmoment erfolgt.
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In die Verbindungsstange 22 ist gemäß der Erfindung ein elastisches
Glied eingeschaltet. Dieses elastische Glied wird von einer Feder 28 gebildet, die
innerhalb eines Zylinders angeordnet ist, der an einer Hälfte der Verbindungsstange
22 angeschweißt ist und in welchem ein auf der Feder 28 liegender Kolben gleitet,
der mit der anderen Hälfte der Verbindungsstange 22 verschweißt ist. Im selben Punkt
21, in dem die Verbindungsstange 22 am Gewichtsarm I7a angreift, ist mit letzterem
eine Dämpfungseinrichtung verbunden, die aus einer Kolbenstange 29 mit Kolben 30
und einem flüssigkeitsgefüllten Zylinder 3I, dessen eines Ende ortfest, aber um
eine Achse 32 drehbeweglich befestigt ist, besteht. Der Zylinder ist auf beiden
Seiten des Kolbens 30 mit Flüssigkeit gefüllt.
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Der Kolben ist mit mehreren kleinen Bohrungen 33 versehen, durch welche
sich die Flüssigkeit bei der Bewegung des Kolbens hindurchzwängt, wodurch die Bewegung
der Lastwaagengewichtsarme I7a und 17b gedämpft wird und damit auch die des Lastwaagengewichtes
19. Der Begrenzung des Weges des Gewichtes 19 dienen Puffer 34 und 35. Zu dem lastmessenden
Teil der Vorrichtung gehört auch noch die Schaltnase 36, die oberhalb der Führungsbahn
26 fest angeordnet ist und mit dem Stempel 27, des Schalters 27 zusammenarbeitet.
Sie hat in Verbindung mit dem Schalter 27 die Aufgabe, die Überlastung des Kranes
auf 5,5 t, wie vorgeschrieben, zu begrenzen.
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Ihre Wirkungsweise sei doch erst später näher beschrieben.
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Zu dem die Meßgröße »Ausladung« messenden Teil der Vorrichtung gemäß
der Erfindung gehört der zweite Schaltschlitten 37, der ebenfalls ortsveränderlich
auf der Führungsbahn 26 angeordnet ist. Auf dem Schaltschlitten 37 ist eine Schaltnase
38 starr befestigt, die mit dem Schaltstempel 27b des Schalters 27.zusammenwirkt.
Am Schaltschlitten 37 ist in einem Gelenk der eine Schenkel des gleichschenkligen
Gelenkhebels 39 angeschlossen. Der Gelenkhebel 39 deckt sich hinsichtlich der Länge
seiner Schenkel völlig mit dem Gelenkhebel 23 des lastmessenden Teiles der Vorrichtung.
Der zweite Schenkel des Gelenkhebels 39 ist auf einer Welle 40 undrehbar gelagert.
Auf der Welle 40 ist ferner ein Zahnsegment 41 undrehbar gelagert, welches mit einem
auf der Welle 43 nicht drehbeweglich angeordneten Zahnsegment 42 kämmt. Die beiden
Zahnsegmente 4I, 42 haben gleichen Teilkreisdurchmesser. Auf der Welle 43 ist außerdem
das eine Ende des Hebels 44 undrehbar angeschlossen, der in einem Gelenk 45 mit
der Stange 46 verbunden ist. Die Stange 46 ist mit ihrem anderen Ende im Punkt 47
an dem Kranausleger 48, der sich im Lager 49 mit Zapfen 50 abstützt, drehbeweglich
befestigt. Damit im Betrieb der Vorrichtung die jeweilige Winkeländerung des Gelenkhebels
39 die gleiche ist wie die Winkeländerung des Kranauslegers, ist der Hebel 44 auf
der Welle 43 so befestigt, daß er parallel zur Verbindungslinie zwischen Gelenkpunkt
47 und Mittelpunkt des Lagerzapfens 50 liegt und ist der Abstand von Mittelpunkt
Lagerzapfen 50 bis Mitte Gelenk 47 genau so groß wie die Länge des Hebels 44 von
Mitte Welle 43 bis Mitte Gelenk 45. Zur erfindungsgemäßen Vorrichtung gehört ferner
noch die Anzeigeeinrichtung, die dem Kranführer im Kranführerhaus die jeweilige
Ausladung und Last anzeigen soll. An gut sichtbarer Stelle vor dem Kranführersitz
ist an der Wand der Glaskanzel das Skalenbrett 5I befestigt. In der Mitte des Skalenbrettes
sind zwei senkrechte, parallel nebeneinanderliegende Plexiglasröhren 52, 53 befestigt,
die mit einem seitlichen Längsschlitz versehen sind. Innerhalb jeder Röhre befindet
sich ein Zeiger 54 bzw. 55, dessen spitzes Ende durch die Längsschlitze der Röhren
52 bzw. 53 gut sichtbar herausragt. Der Zeiger 54 ist an einem Ende einer Teleflexleitung
56 angebracht, die über eine Umlenkrolle 57 führt und deren anderes Ende an einem
am Schaltschlitten 37 angeschweißten Arm 58 befestigt ist. In gleicher Weise ist
der Zeiger.55 an einer über die Umlenkrolle 60 führenden Leitung 59 befestigt, die
an einem Arm 6I des Schaltschlittens 25 angeschlossen ist.
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Links neben dem Zeiger 54 ist das Skalenbrett mit der Ausladungsskala,
rechts von dem Zeiger 55 mit der Skala für die Last versehen, und zwar entsprechend
der vorgeschriebenen Ausladung und Belastungsfähigkeit eine Ausladungsskala von
7 bis 38m und eine Lastskala von 2,5 bis 5,5 t. Die Strecke der Ausladungsskala
vom Teilstrich 7 m bis zum Teilstrich 38 m ist in dem dargestellten Beispiel gleich
der Länge des Weges des Schaltschlittens 37 auf der Führungsbahn 26, welcher einer
Winkeländerung des Kranauslegers von aO auf al entspricht. Im vorliegenden Beispiel
ist gefordert, daß der Kran im Ausladungsbereich von 7 bis 19 m 5 t, im Bereich
von 19 auf 38 m von 5 bis auf 2,5 t abnehmend zu heben vermag. Durch die erfindungsgemäße
Ausbildung legt der dem lastmessenden Teil der Vorrichtung zugeordnete Schaltschlitten
25 bei einer Lastzunahme von der zu messenden Minimallast (2,5 t) bis zur Höchstlast
(5 t) den gleichen Weg auf der Führungsbahn zurück wie der dem ausladungsmessenden
Teil zugeordnete Schaltschlitten 37 bei einer Ausladungszunehme von der Stellung.
der - größten Ausladung (19 m), die der Kranausleger mit der Höchstlast einnehmen
darf, bis zur Stellung der größtmöglichen Ausladung (38 m), d. h., eine bestimmte
prozentuale Ausladungszu- bzw. -abnahme in diesem Bereich ergibt den gleichen Schaltschlittenweg
wie die prozentual gleiche Lastzu- bzw. -abnahme. Demzufolge muß auf dem Skalenbrett
die Ausladungsskala zwischen dem Ig-m-Teilstrich und dem 38-m-Teilstrich die gleiche
Länge haben wie die Lastskala zwischen dem 5-t-Teilstrich und dem 2,5 -t-Teilstrich.
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Die erfindungsgemäße Ausbildung der Vorrichtung ermöglicht es, daß
nun die Skalen einfach linear unterteilt werden können, im vorliegenden Beispiel
also die Strecke auf der Lastskala zwischen 2,5 und 5 t
in fünf
gleiche Teillängen - jede Teillänge 0,5 t entsprechend - und über 5 t hinaus noch
zusätzlich eine Teillänge für die halbe Tonne zur Erreichung der zulässigen Überlast
von 5,5 t sowie die Strecke auf der Ausladungsskala zwischen 7 und 38 m in einunddreißig
gleiche Teillängen, von denen einfachheitshalber ab 8 m je zwei zusammengefaßt sind.
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Die Arbeitsweise der neuen Vorrichtung sei an einigen praktischen
Fällen erläutert. Angenommen, der Kranführer hätte den Ausleger 48 in die Ig-m-Stellung
(in Abb. 2 voll ausgezogene Stellung) gefahren, dann hätte sich mit Hilfe der Stange
46, des Hebels44, der Welle 43, der Zahnsegmente 42 und 4I, der Welle 40 und des
Gelenkhebels 39 der Schaltschlitten 37 in die in Abb. 2 dargestellte Lage bewegt.
Wie bereits erwähnt, ist das Lastwaagengewicht 19 so bemessen, daß erst dann das
Lastwaagengehäuse 8 und mit diesem die Gewichtsarme I7aX I7b sowie das GewichtIg
eine Bewegung um die Wellen 10 und 9 erfahren, wenn am Lastseil 2 eine Last I hängt,
die größer als 2,5 t ist. Angenommen, der Kranführer würde jetzt eine Last von 2,5
t heben, so würde die Lastwaage in Ruhe bleiben und der Schaltschlitten 25 auf der
Führungsbahn 26 die Stellung haben, wie sie in Abb. 2 voll ausgezogen veranschaulicht
ist. Die Zeiger 54 und 55 der in Abb. 2 gezeigten Anzeigeeinrichtung kennzeichnen
diese Auslegerstellung und Belastung.
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Der Kranführer kann nun mit der Last von 2,5 t bis auf die größtmögliche
Ausladung von 38 m auswippen (wie es in vorliegendem Beispiel gefordert ist).
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Angenommen, der Kranführer hätte bei einer Ausladung von 19 m eine
Last von 2,6 t aufgenommen und würde dann den Kranausleger auswippen. Hierbei wird
der Schaltschlitten 37 dem Schaltschlitten 25 (der an einer Stelle steht, weil die
Last von 2,6 t unverändert bleibt) entgegenbewegt. Kurz vor Erreichung der 37,3-m-Ausladungstellung
kommt die am Schaltschlitten 37 befestigte Schaltnase 38 an der Rolle des Schaltstempels
27b des Schalters 27 zum Anliegen und drückt (da der Kranausleger weiter ausgelegt
wird) den Stempel 27b in den Schalter 27 immer mehr hinein. In dem Augenblick, in
dem der Ausleger des Kranes die Stellung »37,3-m-Ausladung« erreicht, ist der Schaltstempel
27b so weit in den Schalter 27 hineingedrückt, daß die Schaltstücke 27d, 27« Kontakt
geben und dadurch den Stromkreis für ein Auslöserelais (nicht dargestellt) schließen,
welches die Ausschaltung des Hubwerkes in Richtung »Heben« und die Ausschaltung
des Wippwerkes in Richtung »Auslegen« (ein Fahren in Richtung »Einwippen« und ein
»Senken« der Last ist immer möglich ) herbeiführt. Die Stellungen der beiden Schaltschlitten
37 und 25 sowie der darauf angeordneten Schaltorgane 38, 27 in der 37,3-m-Ausladung-2,6-t-Laststellung
zeigt die Abb. 3. Man erkennt in dieser Abbildung den von der Schaltnase 38 in den
Schalter 27 hineingedrückten Schaltstempel 27b Will der Kran führer den Ausleger
nun wieder einwippen und schaltet auf »Einwippen«, so bewegt sich der Schlitten
37 in Richtung vom Schlitten 25 weg.
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Eine Feder (nicht dargestellt) im Schalter 27 drückt den Schaltstempel
27b in seine ursprüngliche Lage wieder zurück. Dadurch werden im Schalter 27 die
Schaltstücke 27d und 27, voneinander gelöst, und der Stromkreis des Auslöserelais
wird wieder unterbrochen.
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Nachdem der Kranausleger aus der Gefahrenzone heraus ist, wird das
Hubwerk in Richtung »Heben« und das Wippwerk in Richtung »Auslegen« wieder eingeschaltet.
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Angenommen, der Kranausleger wäre in die 7-m-Stellung, die eine Endstellung
des Auslegers, eingezogen, es hinge eine Last von 5 t am Lasthaken und der Ausleger
würde nun in Richtung »Auslegen« gefahren. Die nun doppelt so große Last von 5 t
wirkt derart auf die Lastwaage, daß das Produkt aus Lastwaagengewicht X Abstand
a sich ebenfalls verdoppelt.
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Dies geschieht praktisch dadurch - das Lastwaagengewicht bleibt ja
konstant -, daß das Lastwaagengehäuse 8 mit den daran befestigten Gewichtsarmen
und und I7 und dem an diesen hängenden Gewicht 19 eine so große Drehbewegung auf
den Wellen 10 und 9 ausführt, daß der Abstand a verdoppelt wird. Bei dieser Bewegung
wird die Verbindungsstange 22 angehoben und dadurch der Gelenkhebel 23 auseinandergedrückt,
wodurch der Schlitten 25 auf der Führungsbahn 26 in die in Abb. 2 gestrichelt eingezeichnete
Stellung kommt. Der Kranführer kann den Ausleger nun so weit auslegen, bis die Schaltnase
38 des Schlittens 37 gegen die Rolle des Stempels 27b fährt und der letztere in
den Schalter 27 so weit hineingedrückt wird, daß die vorbeschriebene Ausschaltung
von Hub-und Wippwerk erfolgt. Das geschieht in diesem Falle in der Stellung, in
welcher der Kranausleger 19 m Ausladung überschreitet. Wie aus den angeführten Beispielen
erkennbar, schaltet die erfindungsgemäße Vorrichtung immer dann das Hub- und Wippwerk
ab, wenn die Summe aus den Wegen der beiden Schaltschlitten ein bestimmtes Maß erreicht,
oder mit anderen Worten, wenn das Produkt aus Ausladung Last, das Lastmoment, ein
vorgegebenes Maß erreicht. Der Kranführer ist durch die Anzeigeeinrichtung hierbei
ständig in der Lage, das Anwachsen oder Abnehmen der beiden Faktoren Last und Ausladung
durch Beobachtung der Bewegung der Zeiger 54 und 55 auf den Skalen zu verfolgen.
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Um die Krankonstruktion und die Triebwerke vor Überlastung zu schützen,
genügt es bekanntlich nicht, wenn das Lastmoment unterhalb einer bestimmten Grenze
gehalten wird. Es muß vielmehr noch die Last für sich allein unter einer bestimmten
Grenze bleiben, weil im Bereich der kleinen Ausladungen die Last auf einen unzulässig
hohen Wert anwachsen könnte, obwohl das Lastmoment noch unter der vorgeschriebenen
Grenze liegt.
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Dieser Tatsache Rechnung tragend, ist parallel zur Lastmomentbegrenzung
eine Lastbegrenzung vorgesehen. Die Grenze für die Überlast soll im vorliegenden
Ausführungsbeispiel bei 5,5 t liegen, d. h., daß der Kran mit einer Last bis zu
5,5 t ohne Schaden belastet werden darf. Zur Begrenzung der zulässigen Überlast
dient die Schaltnase 36, die in Höhe des Schaltstempels 27n oberhalb der Führungsbahn
26 fest angebracht ist. Die Abb. 4 veranschaulicht die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen
Vorrichtung in dem Fall, bei dem das Lastmoment zwar unterhalb
der
vorgeschriebenen Grenze bleibt, die Last jedoch das zulässige Maß überschreitet.
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In diesem Beispiel ist der Kranausleger auf die Endstellung 7-m-Ausladung
eingezogen, und es soll z. B. eine Last von mehr als 5,5 t gehoben werden. Im selben
Moment, in dem der Hubmotor auf »Heben« geschaltet wird, die Last also im Hubsinne
in Bewegung gesetzt würde, , erfährt das Lastwaagengehäuse 8 mit dem daran befestigten,
das Gewicht 19 tragenden Gewichtsarmen I7, und 17b die bereits beschriebene Drehbewegung,
und zwar im vorliegenden Fall derart, daß das Gewicht 19 am Puffer 35 zur Anlage
kommt. Die Verbindungsstange 22 wird in demselben Moment angehoben und der Gelenkhebel
23 dadurch so weit auseinandergedrückt, daß der Schlitten 25 so nahe an die Schaltnase
36 heranfährt, daß der Schaltstempel 27a von der Schaltnase 36 in den Schalter 27
so weit hineingedrückt wird, bis die Schaltstücke 27e und 27ist Kontakt geben und
ein Stromkreis für das Auslöserelais geschlossen wird, welches die Ausschaltung
von Hubwerk und Wippwerk bewirkt. Die zeitliche Aufeinanderfolge der Bewegungen
der einzelnen Glieder der Vorrichtung vollzieht sich dabei in so kurzer Zeit, daß
ein Anheben einer unzulässig großen Last, im vorliegenden Beispiel einer Last von
über 5,5 t, nicht stattfinden kann.
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Es erfolgt also nur ein Impuls von der Last her, der die Ausschaltung
von Hub- und Wippwerk zur Folge hat und der wieder abklingt, d. h., das Lastwaagengewicht
19 kehrt in seine ursprüngliche Lage (Stellung, bei der es am Puffer 34 anliegt)
zurück. Gleiches gilt für den Schaltschlitten 25, der in die in Abb. 2 dargestellte
(in vollen Linien gezeichnete) Stellung zurückkehrt.
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Auf das beschriebene Ausführungsbeispiel ist die Erfindung nicht
beschränkt, sondern kann in ihrer konstruktiven Durchbildung noch verschieden abgeändert
und vervollkommnet werden.
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Bei Kranen, die auf eine sehr kleine Ausladung einwippen sollen,
d. h., bei denen der Schaltschlitten 37 sehr nahe an die Welle 40 heranfahren müßte,
könnte es vorkommen, daß beim Wiederauswippen die Bewegung des Schlittens 37 durch
die ungünstige Kraftwirkung in den Schenkeln des Gelenkhebels 39 gehemmt würde.
Um diesen eventuellen Mangel zu vermeiden, ist eine Lösung vorgesehen, bei der der
Gelenkhebel 39 zwangläufig geführt wird. Diese Lösung ist in Abb. 5 veranschaulicht.
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Hier ist der am Schaltschlitten 37 angelenkte Schenkel des Gelenkhebels
39 über seinen Gelenkpunkt mit dem anderen, an der Welle 40 angeschlossenen Schenkel
hinaus so weit verlängert, daß die Längsachse einer Langlochführung 64, mit der
eine im Punkte 62 an dem verlängerten Schenkel des Gelenkhebels 39 drehbar gelagerte
Rolle 63 geführt wird, den Mittelpunkt der Welle 40 schneidet.
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Um die- Bewegung der Schaltschlitten auf der Führungsbahn so frei
wie möglich von Reibung zu machen, könnte man z. B. die Schlitten auf Rollen verfahrbar
machen. Man könnte auch zum Unterschied von dem dargestellten Beispiel jeden Schlitten
auf einer besonderen Führungsbahn, die parallel nebeneinander angeordnet sind, verfahren
lassen. Es ist nicht erforderlich, daß die Führungsbahnen waagerecht angeordnet
sind. Je nach dem zur Verfügung stehenden Raum können sie auch geneigt oder senkrecht
angeordnet werden.
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Die Erfindung ist auch nicht auf die skizzierten Schaltorgane, welche
auf den Schlitten befestigt sind, angewiesen. Man könnte auch mehrere Schalter für
Heben und Senken getrennt vorsehen.
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Es dürfte bei der praktischen Ausführung des Erfindungsgegenstandes
auch vorteilhafter sein, wenn die Zugstange nicht wie gezeigt an dem Kranausleger
direkt angeschlossen ist, sondern mit einem in der Gegend des Auslegerlagers am
Kranausleger starr befestigten Hebel verbunden wird. Dieser Hebel müßte dann jedoch
so befestigt werden, daß er zum Hebel 44 parallel liegt, und müßte auch hinsichtlich
seiner Länge genau dem Hebel 44 entsprechen.
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Auch könnte die beschriebene Lastwaage durch eine andere Lastwaage
ersetzt werden, z. B. durch eine Seilzugwaage.
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Es ist auch möglich, daß man auf eine besondere Lastwaage verzichtet
und den Hubwerksantriebsmotor selbst als Lastwaage benutzt. Zu diesem Zweck müßte
der Motorständer in gleichachsig mit der Motorwelle angeordneten Lagern drehbar
gelagert werden und an ihm die Lastwaagengewichtsarme befestigt werden, welche das
Lastwaagengewicht aufnehmen.
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Die neue Vorrichtung ist nicht auf Wippkrane beschränkt, sondern
kann z. B. auch auf Auslegern mit Seilzugkatzen Verwendung finden. Hierbei müßte
dann nur dafür gesorgt werden, daß der Weg der Katze durch geeignete Übertragungselemente
auf den der Ausladungsmessung zugeordneten Schaltschlitten übertragen wird. Dies
könnte etwa dadurch geschehen, daß ein mit der Katze in Verbindung stehendes Seil
mit Hilfe einer Trommel die Katzbewegung auf ein Getriebe überträgt, welches mittels
mehrerer Übersetzungen diese Bewegung auf die Welle 43 und damit über die Zahnsegmente
42 und 41, die Welle 40 und den Gelenkhebel 39 auf den der Ausladungsmessung zugeordneten
Schaltschlitten 37 überträgt.