DE958953C - Sicherheitsvorrichtung fuer Krane - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 28. FEBRUAR 1957

K 25593 XI/35b

Heinrich Lange, Hamburg

ist als Erfinder genannt worden

Sicherheitsvorrichtung für Krane

Zusatz zum Patent 947

Das Hauptpatent hat angefangen am 28. Oktober 1954

Patentanmeldung bekanntgemacht am 30. August 1956

Patenterteilung bekanntgemacht am 7. Februar 1957

Der Erfindungsgegenstand bezieht sich auf Sicherheitsvorrichtungen für Krane mit veränderlicher Ausladung und veränderlicher Last, welche in Abhängigkeit von der Größe der Last und der Größe der Ausladung beim Überschreiten des zulässigen Lastmomentes oder der zulässigen Überlast den Wippwerks- und Hubwerksantrieb ausschalten, wobei für die Meßgröße »Last« eine Lastwaage vorgesehen ist.

Das Hauptpatent betrifft eine Einzelgestaltung in der Gattung derartiger Sicherheitsvorrichtungen.

Bei solchen Vorrichtungen sind die mechanischen Wirkungsgrade der zwischen Lastwaage und Last in den Kraftfluß eingeschalteten Maschinenteile die Ursache dafür, daß bei gleicher Last die Stellung des von der Lastwaage beeinflußten Schaltgliedes beim Heben, Senken und in der Nullstellung jeweils eine andere ist. Um bei einer bestimmten Lastmomentgrenze bzw. Lastgrenze die Ausschaltung von Hub- und Wippwerk zu erreichen, und zwar unabhängig davon, ob das Hubwerk im Huboder Senksinne gefahren wird oder ob es in Ruhe

ist, mußte man bisher das von der Lastwaage beeinflußte Schaltorgan als mehrstufigen Schalter mit einstellbaren Schaltstücken ausbilden. Hiermit ist zwar erreicht, daß die Ausschaltung bei einer vorgegebenen Grenze stattfindet. Nicht vermieden ist aber ein Pendeln des Zeigers auf der Lastskala, wenn bei gleicher Last von einer der drei Schaltstellungen auf die andere, z. B. von Heben auf Senken oder von Senken auf Nullstellung, umgeschaltet wird, was ebenfalls durch den Einfluß der Wirkungsgrade bedingt ist. Die Beobachtung des Zeigers durch den Kranführer ist dadurch sehr ungünstig. Ein anderer Nachteil besteht in der Einstellung der Schaltstücke des erforderlichen mehrstufigen Schalters, die sehr genau sein muß, was nur schwierig zu erreichen und zeitraubend ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei der eingangs erwähnten Gattung von Sicherheitsvorrichtungen den Einfluß der Wirkungsgrade auf die Stellung des von der Lastwaage beeinflußten Schaltgliedes auszuschalten und die Vorrichtungen dadurch zu vervollkommnen und zu vereinfachen. Erfindungsgemäß wird dies erreicht durch ein Gesperre, welches das von der Lastwaage beeinflußte Schaltglied in jener Stellung fixiert, die der maximalen Lageveränderung (dem größten Ausschlag) der Lastwaage beim Einwirken einer Last entspricht. Das Gesperre wird hierbei durch geeignete Mittel außer Wirkung gebracht, wenn die Last abgesetzt wird.

Durch das Ausschalten des Wirkungsgradeinflusses entfällt der mehrstufige Schaker und damit dessen schwierige Einstellung. Es genügt jetzt ein einfacher einstufiger Schalter. Ein Pendeln des Zeigers auf der Lastskala ist mit der Ausschaltung des Wirkungsgradeinflusses auch vermieden. Bei einer bestimmten Last steht der Zeiger an der ihr entsprechenden Stelle auf der Skala still, gleichgültig, ob diese Last einer Hub- oder Senkbewegung unterworfen wird oder sie in Ruhe am Haken hängt.

Weitere Einzelheiten seien an einem Ausführungsbeispiel aufgezeigt, das in der Zeichnung den Erfindungsgegenstand in der Anwendung bei einer Sicherheitsvorrichtung gemäß dem Hauptpatent schematisch veranschaulicht. Die Anordnung und Ausbildung der Lastwaage, der ausladungsmessende Teil der Vorrichtung sowie die Anzeigeeinrichtung stimmen mit dem Ausführungsbeispiel nach dem Hauptpatent überein, so daß hier nur in großen Zügen darauf eingegangen sei.

Zwischen Hubwerksmotor und Hubwerksgetriebe, die nicht dargestellt sind, ist die Lastwaage in den Kraftnuß eingeschaltet. Das Gehäuse8 der Lastwaage ist auf der Eintriebswelle 10 und einer dahinterliegenden Abtriebswelle 9 drehbar gelagert. An dem Lastwaagengehäuse 8 sind zwei hintereinanderliegende Gewichtsarme ij_a, ij_b angeschlossen, zwischen denen auf einer Achse 20 das Lastwaagengewicht 19 angeordnet ist. Die Anordnung der Gewichtsarme ij_a, ij_b und die Bemessung des Lastwaagengewichtes 19 sind auf die im Hauptpatent charakterisierte Weise vorgenommen. An dem Lastwaagengewichtsarm ij_a greift im Punkt 21 die Kolbenstange 29 eines Dämpfungszylinders 31 an, der um die Achse 32 drehbeweglich befestigt ist. Den Weg des Lastwaagengewichtes begrenzen zwei Puffer 34, 35.

Am Lastwaagengehäuse 8 ist ein Hebel 70 angeschraubt, der mit einer Verbindungsstange 71 gelenkig verbunden ist. Die Verbindungsstange 71 ist mit dem anderen Ende durch eine Bohrung in dem Bolzen 72 hindurchgeführt, der in dem gabelartigen Ende des Hebels 73 befestigt ist. Eine Mutter 74 stellt die in eine Richtung wirkende kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Hebel 73 und der Verbindungsstange 71 her. Der Hebel 73 einerseits und der eine Schenkel des Gelenkhebels 23 andererseits sind auf einer Scheibe 75 festgeschraubt, die auf der Achse 24 drehbar gelagert ist; An dem auf der Scheibe 75 befestigten Hebel 73 und dem ebenfalls da befestigten Schenkel des Gelenkhebels 23 ist ein Glied des erfindungsgemäß vorgesehenen Gesperres befestigt, das als Zahnsegment 76 ausgebildet ist. Zu dem Gesperre gehört ferner die Sperrklinke JJ, die bei 78 drehbeweglich gelagert ist. Ein Stützblech 81 begrenzt die Außerwirkungsstellung der Sperrklinke. Die Klinke Jj ist über ihren Drehpunkt 78 nach hinten verlängert und mit einem gabelartigen Ende ver- g₀ sehen, welches die Verbindungsstange 71 umgreift. Das gabelartige Ende der Klinke JJ arbeitet mit einem auf der Verbindungsstange 71 angebrachten Anschlag 79 zusammen, dessen Funktion nachfolgend noch beschrieben wird.

Der andere Schenkel des Gelenkhebels 23 ist drehbeweglich angeschlossen an dem Schaltschlitten 25, der auf der Führungsbahn 26 gleitet. Im Gelenkpunkt der beiden Schenkel des Gelenkhebels 23 ist ein Gewicht 80 befestigt. Es hat den Zweck, durch. Erzeugung eines Momentes an dem Gelenkhebel den Schaltschlitten in seine Nullstellung zurückzuführen. Auf dem Schaltschlitten 25 ist das Schaltglied in Form des einstufigen Schalters 27 angeordnet, dessen Schaltstempel 27_a mit der Schaltnase 36 zusammenwirkt. Schaltstempel 27,, und Schaltnase 36 haben die Aufgabe, die Überlastung des Kranes auf das vorgeschriebene Maß, das hier beispielsweise 5,5 t betragen soll, zu begrenzen. Der zweite Schaltstempel 27_& des Schal- n_o ters 27 arbeitet mit der auf dem Schaltschlitten 37 angebrachten Schaltnase 38 zusammen und hat in Verbindung mit dieser Schaltnase die Aufgabe, das Lastmoment zu begrenzen. Der Schaltschlitten 37 gleitet ebenfalls auf der Führungsbahn 26 und wird bewegungstechnisch vom Kranausleger 48 beeinflußt. Zu diesem Zwecke ist an den Schaltschlitten 37 in einem Gelenk der eine Schenkel des Gelenkhebels 39 angeschlossen. Der zweite Schenkel des Gelenkhebels 39 ist auf einer Welle 40 undrehbar gelagert, auf welcher auch das Zahnsegment 41 drehfest angeordnet ist. Das Zahnsegment 41 kämmt mit einem Zahnsegment 42. Dieses ist auf der Welle 43 drehfest gelagert, desgleichen der Hebel 44. Das freie Ende des Hebels 44 ist in einem Gelenk 45 mit der Stange 46 verbunden, die

in einem Drehpunkt 47 am Kranausleger 48, der sich in dem Lager 49 mit Zapfen 50 abstützt, angreift.

Die Anzeigeeinrichtung, von der der Kranführer die jeweilige Last und Ausladung ablesen kann, besteht im wesentlichen aus einem Skalenbrett 51 mit den Skalen für die Ausladung und die Last. Auf dem Skalenbrett sind zwei Glasröhren 52, 53 befestigt, in denen je ein Zeiger 54 bzw. 55, der an einem Drahtzug 56 bzw. 59 befestigt ist, gleitet. Der Drahtzug 56 ist über eine Umlenkrolle 57 geführt und mit seinem freien Ende an einem am Schaltschlitten 37 angeschweißten Arm 58 befestigt. Der Drahtzug 59 ist in der gleichen Weise über eine Umlenkrolle 60 geführt und an einem Arm 61 des Schaltschlittens 25 festgemacht.

Die Arbeitsweise ist nun folgende: Vorausgeschickt sei, daß das' dargestellte Ausführungsbeispiel auf einen Kran abgestimmt ist, der im Ausladungsbereich zwischen 7 und 19 m 5 t Tragfähigkeit und im Bereich zwischen 19 und 38 m eine von 5 auf 2,5 t abnehmende Tragfähigkeit besitzen soll. Die Grenze der zulässigen Überlast soll bei 5,51 liegen. Die Lastwaage ist also für einen Meßbereich von 2,5 bis 5,5 t ausgelegt. Wird das Hubwerk leer im Hub- oder Senksinne gefahren, d. h. ist keine Last am Kranhaken oder wird eine Last gleich oder kleiner als 2,5 t gefahren, dann nehmen das Lastwaagengehäuse 8 mit den Gewichtsarmen iy_a, iy_b und das Gewicht 19 die in der Abbildung voll ausgezogene Stellung ein. Iri dieser Stellung hebt der auf der Verbindung-sstange entsprechend angeordnete Anschlag 79 das gabelförmige hintere Ende der Sperrklinke jy um so viel an, daß die Sperrklinke außer Wirkstellung kommt, d.h. aus der Verzahnung des Zahnsegmentes 76 geschwenkt wird. Das Stützblech 81 verhindert hierbei ein zu großes Abwärtsschwenken der Klinke. Das Gewicht 80 am Gelenkhebel 23 hält den der Lastmessung zugeordneten Schaltschlitten 25 in seiner Nulllage oder — falls er vorher ausgefahren war — wird er unter seinem Einfluß in diese zurückgeführt. Die in der Abbildung voll ausgezogene Stellung veranschaulicht diese Stellung des Schalt-Schlittens 25 sowie die Außerwirkungsstellung des Gesperres 76, TJ.

Wird nun eine Last z. B. von 5 t gehoben, so schwenkt das Lastwaagengehäuse 8 mit dem Gewichtsarm iy_a, i?_b und dem Gewicht 19 im Augenblick des Wirksam Werdens der Last in die gestrichelt gezeichnete Lage aus. Im selben Moment zieht die Verbindungsstange 71 mit Hilfe der Mutter 74 den Hebel 73 nach abwärts und verschwenkt ihn in die gestrichelt gezeichnete Stellung, wodurch die Scheibe 75 so viel auf der Achse 24 gedreht wird, daß unter Vermittlung des Gelenkhebels 23 der Schaltschlitten 25 mit dem Schaltglied 27 in die gestrichelte Stellung gefahren wird.

Beim Abwärtsbewegen der Verbindungsstange 71 geht auch der Anschlag 79 mit nach unten.· Dadurch wird die Unwirksamkeit der Sperrklinke γγ aufgehoben, sie rastet unter dem Einfluß ihres schwereren gabelförmigen hinteren Endes in die Verzahnung des Segmentes 76 ein (gestrichelt gezeichnete Stellung der Sperrklinke) und fixiert damit unter Vermittlung des Schaltschlittens 25 die Stellung des Schaltgliedes in Form des Schalters 27 auf der Führungsbahn 26.

Angenommen, es wird jetzt bei am Haken hängender Last in Richtung Senken umgeschaltet. Während beim Heben infolge der mechanischen Wirkungsgrade der Idealwert (Wert bei 100% Wirkungsgrad η — ι) des Schwenkwinkels der Lastwaage vergrößert wird, wirken die Wirkungsgrade beim Senken im reduzierenden Sinne, d.h., der Schwenkwinkel, um den beim Heben von 5 t die Lastwaage aus ihrer Nullstellung ausschwenkt, verhält sich zu dem Schwenkwinkel beim Senken wie ι : η², wird also kleiner. Bezogen auf die Abbildung bedeutet dieses, daß die Lastwaage aus der 8a gestrichelten Stellung in Richtung auf die voll ausgezogene Stellung etwas zurückschwenkt. Dieses Zurückschwenken kann sich dank der erfindungsgemäßen Ausbildung nur noch auf den Hebel 70 und. die Verbindungsstange 71 auswirken, nicht mehr jedoch auf den Schaltschlitten 25 und damit auf das die eigentliche Ausschaltung vornehmende Schaltglied in Form des Schalters 27 und die Anzeigeeinrichtung. Wie vorangehend beschrieben, ist das Schaltglied 27 unter Vermittlung des Schaltschlittens 25 durch das Gesperre 76, yy beim Anheben der 5 t auf seiner Führungsbahn fixiert worden. Die Verbindungsstange 71 wird nun beim Senken infolge der durch den Wirkungsgradeinfluß bedingten kleinen Rückschwenkbewegung der Lastwaage mittels des Hebels 70 etwas angehoben. Weil zwischen der Stange 71 und dem Hebel 73 durch die Mutter 74 aber nur eine in entgegengesetzter Richtung (bei Abwärtsbewegung der Stange 71) wirkende kraftschlüssige Verbindung hergestellt wird, schiebt sich die Verbindungsstange 71 durch die Bohrung des in dem gabelartigen Ende des Hebels 73 befestigten Bolzens 74 nach oben, ohne den Hebel 73 und damit den Schaltschlitten 25 mit dem Schaltglied 27 sowie die Anzeigeeinrichtung in Form des Zeigers 55 irgendwie beeinflussen zu können. Der Anschlag 79 ist auf der Verbindungsstange so angebracht, daß er bei der durch die Wirkungsgrade bedingten Bewegung der Lastwaage und damit der Verbindungs- no stange 71 die Sperrklinke yj aus ihrer Wirkstellung nicht zu lösen vermag, d. h. das gabelförmige hintere Ende der Klinke nicht anheben kann. Würde die Last von S t nun wieder im Hubsinne gefahren, so würde die Lastwaage durch den Wirkungsgradeinfluß in die gestrichelte Stellung zurückschwenken, und auch der Hebel 70 und die Stange 71 würden in die gestrichelt gezeichnete Stellung zurückkehren.

Wird die Last abgesetzt, die Lastwaage also entlastet, dann kehrt sie in ihre Nullstellung (voll ausgezogene Stellung) zurück. Gleichzeitig wird über den Hebel 70 die Verbindungsstange 71 nach oben bewegt. Der an dieser Stange entsprechend angebrachte Anschlag 79 schlägt gegen das hintere gabelförmige Ende der Klinke 77, hebt dieses an

und bringt so die Sperrklinke aus ihrer Wirkstellung. Von dem Gewicht 80 beeinflußt bewegt sich der Schaltschlitten 25 in seine Nullstellung (voll ausgezogene Stellung) zurück.

Wird wieder eine Last angehoben, so wiederholt sich das Spiel von neuem.

Bei Lasten, die kleiner als die kleinste von der Lastwaage meßbare Last sind, die hier im Beispiel bei 2,5 t liegt, oder wenn im Hub- oder Senksinne ohne Last gefahren wird, bleibt die Lastwaage in ihrer mittels des Puffers 34 erzwungenen Nullstellung; Ein Wirksamwerden der Sicherheitsvorrichtung ist in diesem Falle nicht erforderlich, weil der Kran mit den kleinen Lasten unterhalb 2,5 t nicht

lj. überbeansprucht werden kann.

Eine bestimmte Last ergibt also immer eine bestimmte Stellung des von der Lastwaage mittelbar beeinflußten Schaltgliedes 27 in bezug auf die Führungsbahn 26. Diese Stellung des Schaltgliedes auf der Führungsbahn wird, sobald die betreffende Last auf die Lastwaage voll einwirkt, was unter Berücksichtigung der Massenkräfte die maximale Lageveränderung der Lastwaage zur Folge hat, mit Hilfe des Gesperres in. Form des Zahn-Segmentes 76 und der Klinke γγ fixiert. Die Last kann nun beliebig im Hub- und Senksinne gefahren werden, auch kann das Hubwerk überhaupt in Ruhe sein, die Stellung des Schaltgliedes verändert sich, solange die am Haken hängende, auf die Lastwaage einwirkende Last gleichbleibt, nicht, weil durch die Erfindung der Einfluß der Wirkungsgrade ausgeschaltet ist.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Sicherheitsvorrichtung für Krane mit veränderlicher Ausladung und veränderlicher Last, welche in Abhängigkeit von der Größe der Last und der Größe der Ausladung beim Überschreiten des zulässigen Lastmomentes oder der zulässigen Überlast den Wippwerks- und den Hubwerksantrieb ausschaltet, wobei für die Meßgröße »Lastt< eine Lastwaage vorgesehen ist, nach Patent 947426, gekennzeichnet durch ein Gesperre (76, γγ), welches das von der Lastwaage (8, 10, 17„, 17 _b, 19, 20) mittelbar beeinflußte Schaltglied (27) in jener Stellung fixiert, die der maximalen Lageveränderung (dem größten Ausschlag) der Lastwaage beim Einwirken einer Last entspricht.

2. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gesperre (76, γγ) beim Absetzen der Last wirkungslos wird.

3. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gesperre als Klinkengesperre (76, γγ) ausgebildet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen