DEK0023884MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 27. Oktober 1954 Bekanntgemacht am 23. Februar 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

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 Hubwerksantrieb ausgeschaltet werden.

Sicherheitsvorrichtungen dieser Art sind in vielen verschiedenen Konstruktionen bekannt. Allen diesen

ίο 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.

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

509 659/286

K 23884 XI/35b

Übersetzung 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.

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

ίο festgelegt werden kann und deren Teilung gleichmäßig ' ist.

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.

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 ι : ι hat. Die erfindungsgemäße Lastas waage 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, und 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.

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. 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.

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.

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. Durch die vorerwähnten Merkmale der Erfindung wird eine gleichmäßige Teilung der Ausladungs- und der Lastskala sowie die einfache Bestimmung derselben erreicht.

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. 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.

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 χ Trommelradius X Übersetzung/Gesamtwirkungsgrad, beim Senken dagegen entspricht es einem Lastmoment gleich Last χ Trommelradius X Übersetzung χ 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 [τ: η²). 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 Hubwerk ausschaltet. Um diesen Mangel zu vermeiden, um die Ausschaltung des Hub- und Wippwerkes genau bei dem vorgeschriebenen Lastmoment sowohl beim Heben als auch

659/286

K23884XI135b

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.

Damit sich das Schwungmoment des Lastwaagengewichtes nicht ungünstig auf das Gestänge, die Schaltschlitten und die darauf angeordneten Schaltorgane auswirken kann, sind gemäß der weiteren

ίο Erfindung die Lastwaagengewichtsarme mit einem Dämpfer verbunden und der Weg des Lastwaagengewichtes durch Puffer begrenzt.

Weil zu dem Zeitpunkt, in dem das Lastmoment oder die Last das zulässige Maß überschreitet und die Schaltorgane den Wippwerks- und Hubwerksantrieb 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.

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. ι eine Ansicht des Hubwerkes mit der Lastwaage im Längsmittelschnitt,

Abb. 2 eine Ansicht der Lastwaage in Richtung I-I der Abb. 1 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.

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. 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. ausschalt en.

Dies ist insofern notwendig, als bei entsprechend kleiner Ausladung die Last weit über der Grenze von 5,51 liegen könnte, obwohl das Lastmoment noch unter der vorgeschriebenen Grenze liegt.

Das Lastmoment des vorliegenden ' Kranes soll folgendermaßen festgelegt sein. Bei einer Ausladung von 7 bis 19 m soll der Kran 5 t tragen können. Innerhalb des Ausladungsbereiches zwischen ig und 38 m soll die Tragfähigkeit von 5 auf 2,5 t abnehmen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus dem Teil, der den Faktor »Last« mißt, und dem Teil, der den Faktor »Ausladung«· mißt, sowie einer Anzeigeeinrichtung.

Der lastmessende Teil besteht im wesentlichen aus der erfindungsgemäßen Lastwaage, welche in das Hubwerk eingeschaltet ist. Die Last ist mit 1, das Lastseil mit 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 Bremsscheibe 6 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, 10, mit der Bremsscheibe 6 in Verbindung steht. Die Welle 9 ist einerseits im Hubwerksgetriebe 4 und andererseits mittels eines Bockes 11 abgestützt.' Die Welle 10 ist einmal am Motor und zum anderen Mal am Bock 12 gelagert.

Innerhalb des Lastwaagengehäuses 8 ist auf der Welle 9 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 17,, und I7₆ mittels Schrauben 18 derart befestigt, daß sie mit der Senkrechten den gleichen Winkel α 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 17^ abstützt, und die Gewichtsarme I7_a und 17,, selbst, d. h. der Abstand α vom Gewichtsschwerpunkt bis zur Senkrechten durch die Lastwaagengehäusedrehachse, sind so bemessen, daß das Moment aus Lastwaagengewicht 19 χ Abstand α unter Berücksichtigung der Wirkungsgrade und des Übersetzungs-Verhältnisses dem Lastmoment beim Senken der zu messenden Minimallast (2,51) entspricht. An dem Gewichtsarm I7_a ist im Punkte 21 die Verbindungsstange 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. 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 27^, welche an ihrem freien Ende je eine drehbar gelagerte Rolle besitzen.

Der Schalter 27 ist als bekannter, handelsüblicher mehrstufiger Schalter mit einstellbaren Schaltstücken ausgebildet, den die Abb. 6 im Schema veranschaulicht. Die einstellbaren Schaltstücke sind die beweglichen Schaltstücke 27,,, 27^, 27,,,- während 27_/; 27_S und 27^ die festen Schaltstücke darstellen. Die Schaltstücke 27,,, 27^ sind der Senkbewegung zugeordnet, die Schaltstücke 2j_d, 2j_g der Nullstellung und die Schaltstücke 27 _e, 27,j der Hubbewegung. Die beweglichen Schaltstücke 27,,, 27^, 27^ sind auf einer Schaltstange 2J₁ mit Hilfe der Gewindescheiben 27 j bzw.

509 659/286

K 23884 XI/35b

2j_k und der Mutter 2J₁ so eingestellt, daß der Abstand zu ihren zugehörigen festen Schaltstücken 2j_f bzw. 2j_g bzw. 2j_h 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 Huboder Senksinne gefahren wird; bei dem vorgeschriebenen Lastmoment erfolgt.

ίο 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 zj_a angreift, ist mit letzterem eine Dämpfungseinrichtung verbunden, die aus einer Kolbenstange 29 mit Kolben 30 und einem flüssigkeitsgefüllten Zylinder 31, 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.

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 ij_a und Iy₆ 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 2j_a 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. Ihre Wirkungsweise sei doch erst später näher beschrieben.

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 27₆ des Schalters 27 zusammenwirkt. Am Schaltschlitten 37 ist ineinem 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 Zahn segment 42 kämmt. Die beiden Zahnsegmente 41, 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 51 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 61 des Schaltschlittens 25 angeschlossen ist. 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 38 m 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 a₀ auf Ct₁ 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 (38m), d.h., eine bestimmte prozentuale Ausladungszu- bzw. -abnähme in diesem Bereich ergibt den gleichen Schaltschlittenweg wie die prozentual gleiche Lastzu- bzw. -abnähme. Demzufolge muß auf dem Skalenbrett die Ausladungsskala- zwischen dem 19-m-Teüstrich und dem 38-m-Teüstrich die gleiche Länge haben wie die Lastskala zwischen dem 5-t-Teilstrich und dem 2,5-t-Teilstrich.

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

659/286

K 23884 XI/35b

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.

Die Arbeitsweise der neuen Vorrichtung sei an einigen praktischen Fällen erläutert. Angenommen, der Kranführer hätte den Ausleger 48 in die 19-m-Stellung (in Abb. 2 voll ausgezogene Stellung) gefahren, dann hätte sich mit Hilfe der Stange 46, des Hebels 44, der Welle 43, der Zahnsegmente 42 und 41, 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 ij_a, ij_b sowie das Gewichtig eine Bewegung um die Wellen 10 und 9 erfahren, wenn am Lastseil 2 eine Last 1 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. 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).

Angenommen, der Kranführer hätte bei einer Auslädung 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 27^ des Schalters 27 zum Anliegen und drückt (da der Kranausleger weiter ausgelegt wird) den Stempel 27,, 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 27,, so weit in den Schalter 27 hineingedrückt, daß die Schaltstücke 27^, 2y.g 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 Schalthase 38 in den Schalter 27 hineingedrückten Schaltstempel 27₆.

Will der Kranführer den Ausleger nun wieder einwippen und schaltet auf »Einwippen«, so bewegt sich der Schlitten 37 in Richtung vom Schlitten 25 weg. Eine Feder (nicht dargestellt) im Schalter 27 drückt den Schaltstempel 27 ₆ in seine ursprüngliche Lage wieder zurück. Dadurch werden im Schalter 27 die Schaltstücke 27^ und 27,, voneinander gelöst, und der Stromkreis des Auslöserelais wird wieder unterbrochen. Nachdem der Kranausleger aus der Gefahrenzone heraus ist, wird das Hubwerk in Richtung »Heben« und das Wippwerk in Richtung »Auslegen« wieder eingeschaltet.

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 χ Abstand α sich ebenfalls verdoppelt. Dies geschieht praktisch dadurch — das Lastwaagengewicht bleibt ja konstant —, daß das Lastwaagengehäuse 8 mit den daran befestigten Gewichtsarmen I7_a und I7₆ und dem an diesen hängenden Gewicht 19 eine so große Drehbewegung auf den Wellen 10 und 9 ausführt, daß der Abstand α 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 27₆ 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 X 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 und55 auf den Skalen zu verfolgen.

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.

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 27_O 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

509 659/286

K 23884 XI/35b

der vorgeschriebenen Grenze bleibt, die Last jedoch das zulässige Maß überschreitet.

In diesem Beispiel ist der Kranausleger auf die Endstellung y-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 iy_a und jy_b 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 ζη_α von der Schaltnase 36 in den Schalter 27 so weit hineingedrückt wird, bis die Schaltstücke 27 _β und 27,, 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. 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.

Auf das beschriebene Ausführungsbeispiel ist die , Erfindung nicht beschränkt, sondern kann in ihrer konstruktiven Durchbildung noch verschieden abgeändert und vervollkommnet werden.

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.

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.

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.

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.

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 Hebel44 entsprechen.

Auch könnte die beschriebene Lastwaage durch eine andere Lastwaage ersetzt werden, z. B. durch eine Seilzug waage.

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.

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.

Claims (11)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   I. Sicherheitsvorrichtung für Krane mit veränderlicher Ausladung und veränderlicher Last, bei welcher in Abhängigkeit von der Größe der Last und der Größe der Ausladung beim Über- , schreiten des zulässigen Lastmomentes oder der zulässigen Überlast der Wippwerks- und der Hubwerksantrieb ausgeschaltet werden, dadurch gekennzeichnet, daß für die Meßgröße »Last« eine Lastwaage (8, 13 bis 20) vorgesehen ist, deren Gewichtsarm (ij_a) durch eine Verbindungsstange (22) und einen Gelenkhebel (23) mit einem auf einer Führungsbahn (26) beweglichen Schaltschlitten (25) gelenkig verbunden ist, und für die Meßgröße »Ausladung« ein zweiter Schaltschlitten (37) vorgesehen ist, der auf der gleichen oder einer anderen Führungsbahn (26) beweglich ist und : über einen Gelenkhebel (39), Antriebselemente (40, 41, 42, 43) und ein Gestänge (44, 46) mit dem Kran-

   659/286

   K 23884 XI/35b

   ausleger (48) gelenkig in Verbindung steht, wobei auf den Schaltschlitten (25, 37) Schaltorgane (27, 38) angeordnet sind.
2. 2. 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 Hubwerksantrieb ausgeschaltet werden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lastwaage vorgesehen ist, die als Kegelradgetriebe ausgebildet ist, das aus zwei auf zwei gleichachsig angeordneten Wellen (9, 10) undrehbar befestigten Kegelrädern (13, 14) besteht, die durch ein drittes Kegelrad (15) miteinander verbunden sind, das drehfest auf einer im Lastwaagengehäuse (6) drehbar gelagerten Achse (16) befestigt ist, wobei das Lastwaagengehäuse (8) auf den Kegelradwellen (9, 10) drehbar gelagert ist, und an ihm Lastwaagengewichtsarme (i7o, 17&) fest angebracht sind, die das Lastwaagengewicht (19) aufnehmen.
3. 3. Sicherheitsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Last- · waagengewichtsarme (17_a, I7₆) derart am Lastwaagengehäuse (8) befestigt sind, daß sie mit der Senkrechten den gleichen Winkel (α) einschließen wie der Kranausleger (48) mit der Senkrechten in der Stellung der größten Ausladung, die er mit der Höchstlast einnehmen darf.
4. 4. Sicherheitsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle des Lastwaagengewichtes eine oder mehrere Federn mit besonderer Kennlinie vorgesehen sind.
5. 5. Sicherheitsvorrichtung nach den Ansprüchen ι bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel der Gelenkhebel (23, 39) gleich lang sind, ihre Länge

   ' dem Abstand von Mitte Anlenkpunkt (21) der Verbindungsstange (22) am Lastwaagengewichtsarm (17,,) bis Mitte Drehachse (10) des Lastwaagengehäuses (8) gleich ist und sie so angeordnet sind, daß einerseits jeder Schenkel des der Lastmessung dienenden Gelenkhebels (23) mit der Führungsbahn (26) immer den gleichen Winkel (ß) einschließt wie die Lastwaagengewichtsarme (ij_a, 17 _b) mit der Waagerechten und andererseits jeder Schenkel des der Ausladungsmessung dienenden Gelenkhebels (39) mit der Führungsbahn (26) immer den gleichen Winkel (γ) einschließt wie der Ausleger mit der Waagerechten.
6. 6. Sicherheitsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung des auf dem Schaltschlitten (25) des lastmessenden Teiles angeordneten Schaltorgans (27) neben dem auf dem Schaltschlitten (37) des ausladungsmessenden Teiles angeordneten Schaltorgan (38) ein zweites Schaltorgan (36) vorgesehen ist, das zur Begrenzung der zulässigen Überlast dient.
7. 7. Sicherheitsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das auf dem der Lastmessung zugeordneten Schaltschlitten (25) angeordnete Schaltorgan als an sich bekannter mehrstufiger Schalter (27) mit einstellbaren Schaltstücken (27„, 27(J, 27 _e) ausgebildet ist.
8. 8. Sicherheitsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in die Verbindungsstange (22) zwischen Lastwaagengewichtsarm (17_a) und dem einen Gelenkhebel (23) ein elastisches Glied (28) eingeschaltet ist.
9. 9. Sicherheitsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastwaagengewichtsarme (17_a, 17&) mit einem Dämpfer (29 bis 33) verbunden sind.
10. 10. Sicherheitsvorrichtung nach den Ansprücheni bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Weg des Lastwaagengewichtes in den Endstellungen durch Puffer (34, 35) begrenzt ist.
11. 11. Sicherheitsvorrichtungnach den Ansprüchen 1, 3, 4, 5 .bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Lastwaage der Hubwerksantriebsmotor selbst benutzt wird, derart, daß sein Ständer in Lagern drehbar gelagert ist, die gleichachsig mit der Motorwelle angeordnet sind, und am Ständer mittelbar oder unmittelbar Lastwaagengewichtsarme fest angebracht sind, die das Lastwaagengewicht aufnehmen.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen