EP0037348B1 - Sicherheitseinrichtung für eine hydraulisch arbeitende Hebevorrichtung - Google Patents

Sicherheitseinrichtung für eine hydraulisch arbeitende Hebevorrichtung Download PDF

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EP0037348B1
EP0037348B1 EP81420036A EP81420036A EP0037348B1 EP 0037348 B1 EP0037348 B1 EP 0037348B1 EP 81420036 A EP81420036 A EP 81420036A EP 81420036 A EP81420036 A EP 81420036A EP 0037348 B1 EP0037348 B1 EP 0037348B1
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rod
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Roger Manjot
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C23/00—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
    • B66C23/88—Safety gear
    • B66C23/90—Devices for indicating or limiting lifting moment
    • B66C23/905—Devices for indicating or limiting lifting moment electrical
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C23/00—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
    • B66C23/88—Safety gear
    • B66C23/90—Devices for indicating or limiting lifting moment

Definitions

  • the present invention relates to a safety system for a hydraulically controlled lifting device.
  • This device is for example constituted by a hydraulic crane as shown in Figure 1 of the accompanying schematic drawing, comprising a base column 2 on which is articulated a first arm 3 at the other end of which is articulated a telescopic arm 4. It it is important to have permanent information on the position of the point of application of the load P at the end of the telescopic arm 4 relative to two horizontal planes H1 and H2 containing, respectively, the axis of articulation 01 of the arm 3 on the base column 2 and the articulation axis 02 of the telescopic arm 4 on the arm 3.
  • the output of the rod of the jack V1 must be possible because it corresponds to a reduction in the force, but the output of the rod of the cylinder V2 corresponding to an increase in the torque, should only be possible if the pressure in the cylinders V1 and V2 does not exceed the permitted value.
  • each jack allowing the angular variation of two arms is equipped with a pressure detection device comprising two thresholds, the second of which, detecting the highest pressure corresponds to the limit pressure allowed , the actuating means of the jacks being such that when a pressure corresponding to the lower threshold is reached, the exit from the telescope is made impossible, just as, according to the hypothesis chosen to assimilate the movement of exit from the telescope to a reduction or an increase in the angles (a, ⁇ ) formed by the different arms (2, 3, 4), the re-entries or exits of the rods of the jacks (V1, V2) correspond, respectively, to a reduction or to an increase in the angles (a, ⁇ ) that form the different arms, the output, respectively the re-entry, of the rods of these jacks being possible and the increase, respectively the decrease in the angles ( ⁇ , ⁇ ) that form the different arms, being carried out in s the extent to which the second threshold is not reached, while, if this
  • This arrangement makes it possible, thanks to the second pressure threshold detected, to assess the position of the point of application of the load by interpreting the effects consecutive to the position variation of this point of application of the load relative to the two planes H1 and H2 whose H1 is fixed and whose H2 is variable in height.
  • the pressure detection device associated with each cylinder allowing the angular variation of two arms is constituted by a pressure switch comprising two pressure detection thresholds.
  • the pressure detection device associated with each cylinder allowing the angular variation of two arms is constituted by two pressure switches mounted in series, each of which comprises a determined pressure detection threshold.
  • the effects of the detection device can be expressed either by actuation on each distributor in the opposite direction to that which caused a dangerous pressure to be reached, or by actuation of a solenoid valve mounted on the safety circuit of the hydraulic system.
  • the first pressure threshold is reached in one of the cylinders V1 or V2. This achievement of the first threshold condemns the re-entry of the rods of the cylinders V1 and V2, as well as the exit from the telescope 4. It is impossible to lower the load. If it were otherwise, when taking a load at height and exceeding during the descent the capacity of the device, there would be no safety position.
  • the pressure increase will no longer have an effect on the initial safety system triggered by reaching the first threshold. Then comes into play the use of the second threshold which will assess the value of the pressure growth which will increase since the point of application of the load is below the plane H2. If this displacement of the load by increasing the angle ⁇ generates a constraint reaching the second threshold, at the level of a detector 10 or 12, the latter will cancel the effects consecutive to the monitoring triggered by the first threshold, prevent the continuation of the ascent and authorize only the descent, the exit of the telescope 4 remaining of course impossible.
  • each of the distributors is associated with a device comprising a cylinder 13 separated into two chambers 14 and 15 by a central partition 16. Inside the cylinder 13 is mounted, axially movable, a rod 17 integral moving from the end 18 of the drawer of the control distributor concerned.
  • the displacement of the rod 17 must be able to be made in both directions from the neutral position (0) of the distributor drawer towards the positions of use (1) and (2).
  • the rod 17 On the side opposite the distributor, the rod 17 carries a stop constituted by a circlip 23, while on the distributor side it comprises a stop constituted by a shoulder 24.
  • each of these flanges is slidably mounted on the rod 17, and is in abutment on a stop that the latter presents, on the side of the distributor drawer for the flange 32, and on the cylinder side 13 for the flange 33.
  • Each of the two flanges 32 and 33 is therefore driven by the rod 17 only in one direction and in the direction of the other collar.
  • a helical spring 34 ensuring the return and the maintenance of the rod in the neutral position of the distributor drawer.
  • a latch 35 capable, depending on the direction in which the rod is moved, of actuating a contact 36 or 37.
  • the coil 45 of an electromagnet Inside the chamber 14 of the cylinder 13 is fixedly mounted the coil 45 of an electromagnet, with which is associated a tubular core 46 capable of sliding freely on the rod 17.
  • the assembly is carried out so that, when the coil 45 is not supplied, the distributor slide can be freely maneuvered from position (0) to position (2), as shown in FIG. 3.
  • the stop constituted by the circlip 23 comes to bear on the core 46.
  • the coil 45 is supplied and moves the tubular core 46 and consequently the rod 17 and the distributor drawer towards the right, bringing the dispenser drawer back to position (0) as shown in FIG. 4.
  • the end of displacement of the core 46 is obtained by pressing a part 47 of the latter in the form of a flange on the coil, this flange 47 being located between the central partition 16 and the coil 45.
  • a coil 48 with which is associated a tubular core 49 comprising a flange 50 located between the coil 48 and the central partition 16, the displacement of the core being from right to left and acting on the rod 17 by pressing it takes on the shoulder 24 to return the distributor valve 18 to position (0), when the pressure in the monitored jack reaches a dangerous value when the distributor is actuated in position (1).
  • the invention brings a great improvement to the existing technique by providing a safety device of simple design allowing direct use of electrical information, without transfer to a hydraulic circuit.
  • the cylinder 13 comprises a single chamber 14 near the two ends of which are formed openings 27 and 28 for supplying hydraulic fluid.
  • This chamber contains a double-acting piston 20 mounted floating and capable of sliding with seal both relative to the cylinder and relative to the rod 17 associated with the drawer 18 of the dispenser.
  • Circlips 23 and 24 are fixed on the rod 17 which can cooperate with the opposite face of the piston 20 to bring the distributor spool, respectively, from position (2) to position (0) and from position (1) to position (0).
  • This arrangement simplifies the manufacture of the safety device by reducing the number of moving parts and its size.
  • This arrangement is advantageous because it further reduces the number of parts and allows the safety device to be produced at the same time as that of the body of the dispenser. Because the bores are perfectly coaxial in the body of the distributor and in the safety device, it is possible to avoid a universal joint between the distributor drawer and the rod 17.
  • the electrical diagram shown in Figure 7 includes two supply lines, respectively A1, A2 and a return line A3.
  • This electrical circuit supplies in particular an EVS solenoid valve, as well as a two-threshold pressure detector bearing the respective references 51 and 52.
  • the distributor is associated with micro-contacts making it possible to detect the movement or movements in progress, two micro-contacts being provided for each movement of the cylinders V1 and V2 ensuring the pivoting of the arms. These micro-contacts are referenced a1, a2, ... d1, d2. A micro-contact is provided to detect each of the movements E and F, these micro-contacts being referenced respectively e and f.
  • micro-contacts a1, b1, c1, d1 are grouped together in the same assembly to form a power relay Rc abcd of the EVS solenoid valve.
  • the micro-contacts a1 and d1 on the one hand, and b1 and c1 on the other hand, are mounted in parallel so that, when performing a crossed movement at the level of the cylinders V1 and V2, the EVS solenoid valve is not supplied.
  • EVS is supplied by the line RD T2 and RD2T1, which is closed as well as by the relay Rc abcd which is closed insofar as there is no movement crossed AD, B C.
  • the pressure gauge 10 or 12 opens the contact 51 and deactivates the relay RD which, after time delay, will close RDT1, close RD1, open RD1, and open RDT2 after delay, the delay of RDT2 being equal to that of RDT1.
  • the EVS solenoid valve is no longer supplied and the system is under safety.
  • the contact 51 closes and replenishes the relay RD, which will open the contacts RD1 and RDT1 and de-energize the relay RD2.
  • the RD2 contact closes immediately, RD2T2 is kept closed during its time delay and the RAZRACM, RAZRABDM and RAZ-R ⁇ M memory relays are supplied.
  • the RDT2 contact closes immediately.
  • the RD2 relay being de-energized, the RD2T1 contact will close after time delay and supply EVS.
  • the system is booted up again.
  • the three relays RAZRACM, RAZRBCM, RAZREM in question, are the memory erasing relays of the relays RACM, RBDM and REM.
  • the memories of these three relays are intended to record and keep in permanent information the movement which caused the system to fail by reaching the first threshold. The erasure of the memory will only be obtained when RD is again energized, that is to say when the contact 51 is closed, the pressure having returned to below a critical value.
  • the erasing relays of the RAZRBDM and RAZREM memories can also be supplied by the RSI1 contact, when the second pressure threshold is used, the operation of which is explained below.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)
  • Control And Safety Of Cranes (AREA)

Claims (14)

1. Sicherheitssystem für eine hydraulische Hebevorrichtung mit mehreren gelenkig miteinander verbundenen Armen, von denen der am Ende befindliche Arm einen teleskopischen Abschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass jeder eine Winkeländerung zweier Arme (2, 3, 4) ermöglichende Arbeitszylinder (V1, V2) mit einem zwei Schwellenwerte aufweisenden Druckdetektor (10, 12) ausgestattet ist, wobei der zweite Schwellenwert, der den höheren Druck erfasst, dem zulässigen Grenzdruck entspricht, und dass die Steuermittel zur Steuerung der Arbeitszylinder derart ausgebildet und angeordnet sind, dass ein Ausfahren des Teleskops unmöglich ist, wenn ein dem unteren Schwellenwert entsprechender Druck erreicht ist und dass, je nachdem, ob die Ausfahrbewegung des Teleskops einer Verkleinerung oder einer Vergrösserung der von den verschiedenen Armen (2, 3, 4) gebildeten Winkel (a, β) entspricht und die Einfahr- oder Ausfahrbewegungen der Kolbenstangen der Arbeitszylinder (V1, V2) einer Verkleinerung oder Vergrösserung der von den verschiedenen Armen gebildeten Winkel (a, β) entsprechen, das Ausfahren bzw. das Einfahren der Kolbenstangen möglich und die Vergrösserung bzw. Verkleinerung der von den verschiedenen Armen gebildeten Winkel (a, β) ausführbar ist, solange der zweite Schwellenwert nicht erreicht ist, während bei Erreichen des zweiten Schwellenwerts das Ausfahren des Teleskops weiterhin unmöglich ist und das Ausfahren bzw. das Einfahren der Kolbenstangen der Arbeitszylinder (V1, V2) zur Verschwenkung der Arme (2, 3, 4) unmöglich gemacht, ihr Einfahren bzw. Ausfahren jedoch zugelassen ist.
2. Sicherheitssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckdetektor (10, 12), der einem zur Winkeländerung zweier Arme dienenden Arbeitszylinder zugeordnet ist, von einem Druckschalter mit zwei Druckschwellenwerten gebildet ist.
3. Sicherheitssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckdetektor (10, 12), der einem zur Winkeländerung zweier Arme dienenden Arbeitszylinder zugeordnet ist, von zwei in Reihe geschalteten Druckschaltern gebildet ist, denen jeweils ein vorbestimmter Druckschwellenwert zugeordnet ist.
4. Sicherheitssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem Steuerventil jedes Arbeitszylinders eine Vorrichtung zugeordnet ist, die einen Zylinder (13) umfasst, in dessen Innenraum zum einen eine axial verschiebbare und mit dem Schieber des Steuerventils bewegungsfest gekuppelte Stange (17) und zum anderen wenigstens ein aus magnetischem Material bestehendes, auf der Stange frei verschiebbares Element (46, 49) montiert sind, wobei dieses Element den Anker einer elektromagnetischen Spule (45, 48) bildet, die derart montiert ist, dass sie dann, wenn der Druck in einem zu überwachenden Arbeitszylinder unter einem vorbestimmten Druck liegt, nicht erregt ist und das Steuerventil normal betätigbar ist, wobei die Stange (17) in das Innere des Zylinders verschoben wird, bis sie sich mit einem an ihr ausgebildeten Anschlag gegen einen der genannten Anker abstützt, und dass die Spule, gegen die die Stange sich abstützt, dann, wenn der in dem überwachenden Arbeitszylinder herrschende Druck einen vorbestimmten Druck übersteigt, erregt ist und die Verschiebung des Ankers und damit der Stange in einer Richtung sicherstellt, die der Richtung entgegengesetzt ist, durch welche die Operation gesteuert wurde, die dazu geführt hat, dass der Druck in dem Arbeitszylinder auf einen unzulässigen Wert angestiegen ist.
5. Sicherheitssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsbahn jedes Ankers (46, 49) im Innern des Zylinders (13) ebenso gross ist wie die Bewegungsbahn des Schiebers des Steuerventils zwischen der neutralen Position und einer Arbeitsposition.
6. Sicherheitssystem nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Detektorvorrichtung (35, 36, 37) zur Erfassung der Bewegungsrichtung der Kolbenstange des jeweils betätigten Arbeitszylinders vorgesehen ist, dass die Zylinder (13) der den einzelnen Steuerventilen zugeordneten Vorrichtungen in zwei Kammern unterteilt sind, in denen jeweils eine Spule (45, 48) und ein Anker (46, 49) montiert sind, dass die Anker durch ihre jeweiligen Spulen in entgegengesetzten Richtungen verschiebbar sind, und dass je nach der Verschiebungsrichtung der Kolbenstange des betrachteten Arbeitszylinders die eine oder die andere der beiden Spulen gespeist werden kann.
7. Sicherheitssystem nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Anker (46, 49) ein ringförmiges Teil umfasst, das auf der dem Steuerventil zugeordneten Stange (17) gleitbar angeordnet ist und von welchem in dem in Verschiebungsrichtung des Ankers hinteren Endbereich ein kragenförmiges Teil (47, 50) ausgeht.
8. Sicherheitssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem Steuerventil jedes Arbeitszylinders eine Vorrichtung zugeordnet ist, die einen Zylinder umfasst, in dem eine einzige Kammer gebildet ist, in deren Innern ein Kolben schwebend und unter Abdichtung sowohl gegenüber der Innenfläche der Kammer als auch gegenüber einer mit dem Schieber des Steuerventils fest verbundenen Stange gleitbar montiert ist, dass die Kammer in der Nähe ihrer beiden Endbereiche zwei Öffnungen aufweist, die mit Rohrleitungen zur Zuführung von Hydraulikfluid verbunden sind, und dass die mit dem Schieber des Steuerventils fest verbundene Stange zu beiden Seiten des Kolbens Anschläge aufweist, die derart angeordnet sind, dass sie in Bezug auf den Kolben ein Spiel ermöglichen, das zumindest ebenso gross ist wie die Bewegungsbahn des Schiebers des Steuerventils zwischen seinen beiden Arbeitsendstellungen.
9. Sicherheitssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Rückholvorrichtung (32, 33, 34) zur Rückführung des Schiebers in die neutrale Position unter normalen Betriebsbedingungen auf der der Sicherheitsvorrichtung in Bezug auf den Schieber des betrachteten Steuerventils entgegengesetzten Seite liegt.
10. Sicherheitssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die von den Druckdetektoren gelieferten Signale ein Schaltschütz (EVS) steuern, das in dem Sicherheitsstromkreis des hydraulischen Systems montiert ist.
11. Sicherheitssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass seine elektrische Schaltung eine erste elektrische Speiseleitung (A1) beinhaltet, die unter normalen Betriebsbedingungen die Speisung des Detektors zur Erfassung des ersten und des zweiten Druckschwellenwerts sicherstellt, sowie eine zweite elektrische Speiseleitung (A2), die nach Erreichen des ersten Schwellenwerts die Speisung eines Schaltungsblocks sicherstellt, der die ausgeführten Bewegungen erfasst, der die Befehle zur Unterbindung der Fortführung von diese Belastung verstärkenden Bewegungen gibt, der ferner die Bewegung speichert, durch welche der Fehler hervorgerufen wurde, und der die Wiederinbetriebnahme des hydraulischen Systems zulässt, wenn die ausgeführten Bewegungen lastverringernd sind.
12. Sicherheitssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitsblock derart angeordnet ist, dass er in dem Masse, in dem eine lastverringernde Bewegung vorübergehend ausgeführt wird, diejenige Bewegung im Speicher hält, die zu dem Fehler geführt hat, und dass er das Löschen der Speicher, die Unterbrechung der Speisung für die zweite Leitung (A2) und die Wiederaufnahme der Speisung für das Schaltschütz (EVS) durch die erste Leitung (A1) bewirkt, wenn die lastverringernde Bewegung hinreichend lange ausgeführt ist, um den Druck unter ersten Schwellenwert zu führen.
13. Sicherheitssystem nach einem der Ansprüche 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erreichen des zweiten Schwellenwerts eine Inversion der Speicher durch Löschen derjenigen Information herbeigeführt wird, die der Bewegung entspricht, welche das Erreichen des ersten Schwellenwerts hervorgerufen hat und dass gleichzeitig der Fehler in den Speicher gegeben wird, der das Erreichen des zweiten Schwellenwerts hervorgerufen hat, wodurch Bewegungen zugelassen werden, die denjenigen entgegengesetzt sind, welche zu dem Erreichen des zweiten Schwellenwerts geführt haben.
14. Sicherheitssystem nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass auf der elektrischen Speiseleitung der Detektorvorrichtung zur Erfassung des ersten Druckschwellenwerts ein Relais (Rc abcd) angeordnet ist, das je nach Zustand des Systems entweder über die erste Leitung (A1) oder über die zweite Leitung (A2) gespeist ist und das jeweils einen Kontakt (a1, b1, c1, d1) für jeden der Steuerbefehle des den Arbeitszylindern zugeordneten Steuerventils aufweist, und dass die Kontakte, die gegenläufigen Bewegungen zweier Arbeitszylinder (V1, V2) zugeordnet sind, parallel geschaltet sind.
EP81420036A 1980-03-21 1981-03-17 Sicherheitseinrichtung für eine hydraulisch arbeitende Hebevorrichtung Expired EP0037348B1 (de)

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