NL194270C - Inrichting om te voorkomen dat een kraan of een heffend reddingsvoertuig kantelt. - Google Patents

Description

1 194270

Inrichting om te voorkomen dat een kraan of een heffend reddlngsvoertuig kantelt

Inrichting op een kraan of een heffend voertuig, zoals een reddingsvoertuig, voor het voorkomen van kanteling van de kraan of het heffend voertuig.omvattende een hydraulische veervergrendelinrichting met 5 veervergrendelcilinders voor het klemmen en vergrendelen van wielveren van de kraan of het heffend voertuig en een regelmiddel voor het na vergrendeling van de wielveren op de ondergrond plaatsen van een stabiliserende ondersteuningsinrichting.

Een dergelijke inrichting is bekend uit de Britse octrooiaanvrage GB-A-2.187.432.ln deze aanvrage wordt een mobiele kraan beschreven met een viertal hydraulische, zijdelings ten opzichte van de langsas van het 10 voertuig uitstekende steunvoeten. Oe inrichting kan tijdens bedrijf gedeeltelijk worden afgesteund op de steunvoeten en op de wielen. Door het meten van de krachten op de steunvoeten en op de vooras kan worden bepaald of een stabiliteitsgrens bij het heffen van een voorwerp wordt overschreden. De bekende inrichting is relatief complex en heeft als nadeel dat een betrouwbare ondersteuning door middel van de steunvoeten niet altijd is gegarandeerd.

15 Bij andere bekende veervergrendelinrichtingen in voertuigen worden de veerverplaatsingen van de assen gewoonlijk in hun vrijheid beperkt door middel van een kabel en vergrendeld via hydraulische cilinders voordat de ondersteuningselementen worden uitgestoken. Drukdichte terugslagkleppen voorkomen enig verlies van deze vergrendelstand. Vervolgens worden de stabilisatiearmen van de ondersteuningsinrichting uitgestoken in de overeenkomstige stand en in contact gebracht met de grond ter verschaffing van een 20 groot contactgebied in het gebied met stevige ondergrond.

Het is het doel van de onderhavige uitvinding een inrichting van het hierboven bedoelde soort te verschaffen om te voorkomen dat een kraan of een heffend reddingsvoertuig kantelt, waarbij met eenvoudige middelen een verhoogde stabiliteit en, in het bijzonder, controle van de ondersteuning betrouwbaar is verschaft. Het doel dat de basis van de uitvinding vormt wordt bereikt met een inrichting, waarin dat in het 25 regelmiddel een restwieldruk van het voertuig op de ondergrond wordt ingesteld door tijdens de ondersteu-ningsoperatie de reactiedruk die wordt uitgeoefend in een veervergrendelcilinder, toe te passen als een regelvariabele om de beweging van de ondersteuningsinrichting te beëindigen, en dat gedurende het bedrijf i van het voertuig met een last S op een stabilisatiearm van de ondersteuningsinrichting aan de onbelaste zijde van het voertuig, de restwieldruk die aan die zijde werkzaam is op de veervergrendelcilinder, wordt 30 toegepast als een additionele variabele voor indicatie van de stabiliteit van het voertuig.

Een voordelige inrichting volgens de uitvinding ter voorkoming van kantelen, wordt gekenmerkt,doordat j de veervergrendelcilinder aanvankelijk wordt belast met een vooraf bepaalde hydraulische druk, welke druk in de veervergrendelcilinder wordt gemeten middels een drukopnemer en waarbij de momentane reactiedruk in de veervergrendelcilinder aan de onbelaste zijde in een microprocessor wordt vergeleken met een 35 maximum druk in de cilinder, welke maximum druk optreedt wanneer het wiel aan die zijde loskomt van de ondergrond, waardoor het kantelmoment wordt bepaald en waarbij door de microprocessor de regel- | bewegingen die het kantelmoment vergroten, worden verminderd en worden geblokkeerd wanneer de kantelgrens wordt bereikt

Een verder voordelige uitvoeringsvorm is gekenmerkt,doordat deze een rotatietransducent op de j 40 rotatiespil van de kraan of het heffende reddingsvoertuig omvat, welke de heersende belastingrichting

doorgeeft aan de microprocessor voor het evalueren van de wielzijde van de inrichting en doordat deze een I

_ microprocessor omvat, die tevens de regelbeweging waarmee de belasting toensemt,begrenst aan de_ | belastingzijde voordat deze komt onder een gegeven druk tijdens de ondersteuningsoperatie en voorts een j waarschuwinrichting waarschuwt. Nog een verdere uitvoeringsvorm is voordelig doordat de reactiedruk in de 45 veervergrendelcilinder werkzaam is op de regelmiddelen, welke gedeeltelijk hydraulisch, pneumatisch, gedeeltelijk elektronisch/elektrisch op zichzelf of in combinatie zijn, en voorkomt dat de regelbeweging waarbij de belasting toeneemt doorgaat, of een belasting verlagende regelbeweging toestaat en doordat deze in voertuigen met toelaatbare hellingsstanden de verdeling van de belasting over de assen corrigeert middels het berekenen van het zwaartepunt van het voertuig en dat de reactiekrachten uit de veerassen de 50 fouten corrigeren uit de hellingsstand.

De uitvinding past de hiervoor beschreven bekende veervergrendeling toe, zodat tijdens een daarop volgende ondersteuningsoperatie de hydraulische reactiedruk die werkzaam is in de veervergrendelcilinder bij de ondersteuningsoperatie gebruikt wordt als een controlemiddel ter indicatie van de stabiliteit Wanneer een bepaalde waarde wordt toegekend aan het wiel dat op de ondergrond achterblijft, wanneer de 55 stabilisatiearm belast is aan de onbelaste zijde van het voertuig, is deze bepaalde waarde tevens werkzaam op de veervergrendelcilinder als een extra variabele. De hydraulische druk in de cilinder neemt toe. Dit effect wordt gebruikt om het voertuig te beschermen tegen kantelen door niet langer enige belastings- 194270 2 toename en momenttoename van de regelwaarden toe te staan. De proportionele toename van de regelvariabelen verschaft de mogelijkheid van een gelijkmatige regeling van de beweging van het voorwerp. Dientengevolge is de inrichting om kantelen te voorkomen te gebruiken bij voertuigen met vergrendelbare hydraulische veervergrendelinrichtingen aan de assen, en vereist grondcontact van de wielen. Het 5 beschermt het voertuig dat een bepaalde, ingestelde wieldruk heeft tegen kantelen in de gebruikelijke risicovolle linker· en rechterzijgebieden. In deze gebieden zijn de contragewichten gering ten gevolge van de ontwerprandvoorwaarden. De gronddruk die door de wielen wordt uitgeoefend, samen met de statische wrijving van de wielen met de grond die daaruit resulteert, stabiliseert het voertuig en dit in het bijzonder In de speciale gevallen van hellende standen en bij dynamische bewegingen of schokken. Het bijzondere 10 voordeel van de onderhavige uitvinding is gelegen in het feit dat het meetelement niet is aangebracht in een rechtstreeks belast ondersteuningselement van de ondersteuningsinrichting. De regelwerking voor het vergrendelen of voor de gelijkmatige regeling van de belasting en de momentverhogende regelwaarden is zowel hydraulisch, als elektrisch als elektronisch en in combinaties daarvan uit te voeren.

Bij een enkelassige uitvoering met twee veren aan elke zijde van de as, heerst het volgende krachten-15 evenwicht bij de kantelgrens wanneer geen hydraulische voorspanning is ontwikkeld in de veervergrendel-cilinders voorafgaande aan de ondersteuningsoperaties:

Belasting achteras = wielbelasting/2 = maximum door de kabel uit te oefenen kracht (welke correspondeert met de maximale hydraulische druk in de cilinder).

Ten gevolge van de restkracht op de wielen welke op de grond rusten, verschaft deze belasting-20 component een lagere vrijheidsbeperkende kracht van de kabel op de cilinders. Daardoor kan er een verschil bestaan tussen deze en de maximale belasting. Het is het eenvoudigst om de druk in de cilinder op te nemen middels een geschikte drukdichte elektronische druksensor welke vrij van olielekkage is. Met het hydraulisch voorspannen van de cilinders tijdens het op spanning brengen van de kabel neemt de maximum druk in de cilinder toe door toename van de reactiekracht van de veer door de voor-spanningsdruk.

25

De uitvinding wordt meer in detail in het hiernavolgende beschreven op basis van een uitvoering als voorbeeld onder verwijzing naar de begeleidende tekening waarin: figuur 1 een aanzicht toont van de krachten en momenten in het heffende reddingsvoertuig met stabilisatiearmen in een van de meest kritieke zijstanden; 30 figuur 2 een voorbeeld toont van een veervergrendelinrichting met een vrijheidsbeperkende kabel aan de hydraulische cilinder, waarmee de veer van een as vastgeklemd is, en figuur 3 een karakteristieke kromme toont van de wielveer tijdens het aantrekken van het middel om kantelen te voorkomen volgens figuur 2. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

Figuur 1 toont een heffend voertuig 1, bijvoorbeeld een reddingsvoertuig, met een ondersteuningsinrichting 2 2 met stabilisatiearmen en met een hydraulische vergrendelinrichting 3 in een van de meest kritieke 3 zijstanden, waarin is weergegeven hoe de buitenste ondersteuningselementen op een stevige ondergrond 4 het scharnierpunt vormen van het belastingsmoment of kantelmoment (M) wanneer de belasting (L) 5 werkzaam is op de reddingskooi van de roterende toren en de andere zijde ”van de veren” is getild. De 6 elasticiteit van het frame draagt bij aan het effectief maken van de gemeten waarde voorafgaande aan het 7 kantelen en verschaft een verdere veiligheidsfactor.

8

Het middel voor het tegengaan van kantelen zoals weergegeven in fig 2 is aan te brengen aan een kraan 9 of een heffend reddingsvoertuig, welke is voorzien van veervergrendelinrichtingen 3 met hydraulische 10 cilinders 6 en waarbij restwieldruk van de wielen 7 van het voertuig op de grond 5 aanwezig is.

11

De samenstellen worden gewoonlijk slechts bevestigd aan de achteras of - assen van het voertuig, maar 12 kunnen tevens zijn bevestigd aan alle assen, dat wil zeggen dat elk van de veerassen is voorzien van 13 vergrendelinrichtingen. De hydraulische veergrendelcilinders 6 kunnen gebruikt worden als de vergrendel·- 14 inrichtingen 3, welke rechtstreeks bediend zijn of, bijvoorbeeld, middels een vrijheidsbeperkende kabeltrek- 15 inrichting 11 met of zonder verplaatsingen tegen de richting van de elastische krachten in van de assen en 16 de wielen 7. Op overeenkomstige wijze kunnen eveneens om een as draaiende hydraulische cilinders 17 gebruikt zijn welke tijdens de werking van het voertuig werkzaam zijn als schokopnemers via smoor- 18 afsluiters. Deze hydraulische cilinders zijn gebruikt voor het klemmen en vergrendelen van de wielveren 4.

19

Hierdoor is mogelijk een eenvoudige meting vein de reactiekrachten van de veren vem de as via drukopne- 20 mers 8 in de arbeidskamer 12 van de veergrendeldiinder 6.

21

Als de gewoonlijk belaste as wordt aangetrokken door de veervergrendeldlinders 6, veroorzaakt deze voorspanning in de arbeidskamer 12 een extra kracht op de veer 4 van de as. Wanneer het voertuig vervolgens ondersteund wordt, zal de druk in de arbeidskamer toenemen zodra de ondersteuningen 13 de

Claims (8)

1. Inrichting op een kraan of een heffend voertuig, zoals een reddingsvoertuig, voor het voorkomen van kanteling van de kraan of het heffend voertuig, omvattende een hydraulische veervergrendelinrichting met veervergrendelcilinders voor het klemmen en vergrendelen van wielveren van de kraan of het heffend voertuig en een regelmiddel voor het na vergrendeling van de wielveren op de ondergrond plaatsen van een stabiliserende ondersteuningsinrichting, met het kenmerk, dat in het regelmiddel een restwieldruk van het 50 voertuig (1) op de ondergrond (5) wordt ingesteld door tijdens de ondersteuningsoperatie de reactiedrjk die wordt uitgeoefend in een veervergrendelcilinder (6), toe te passen als een regelvariabele om de beweging vein de ondersteuningsinrichting (2) te beëindigen, en dat gedurende het bedrijf van het voertuig (1) met een last S op een stabilisatiearm (13) van de ondersteuningsinrichting (2) aan de onbelaste zijde van het voertuig, de restwieldruk die aan die zijde werkzaam is op de veervergrendelcilinder (6), wordt toegepast als 55 een additionele variabele voor indicatie van de stabiliteit van het voertuig (1).

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de veervergrendelcilinder (6) aanvankelijk wordt belast met een vooraf bepaalde hydraulische druk, welke druk in de veervergrendelcilinder (6) wordt ► 194270 4 gemeten middels een drukopnemer (8) en waarbij de momentane reactiedruk in de veervergrendelcilinder (6) aan de onbelaste zijde in een microprocessor (9) wordt vergeleken met een maximum druk in de cilinder, welke maximum druk optreedt wanneer het wiel (7) aan die zijde loskomt van de ondergrond (5), waardoor het kantelmoment wordt bepaald en waarbij door de microprocessor (9) de regelbewegingen die 5 het kantelmoment vergroten .worden verminderd en worden geblokkeerd wanneer de kanteigrens wordt bereikt.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat deze een rotatietransducent op de rotatiespil van de kraan of het heffende reddingsvoertuig (1) omvat, welke de heersende belastingrichting doorgeeft aan de microprocessor (9) voor het evalueren van de wielzijde.

4. Inrichting volgens een der conclusies 1 t/m 3, met het kenmerk, dat deze een microprocessor (9) omvat, die tevens de regelbeweging waarmee de belasting toeneemt begrenst aan de belastingzijde voordat deze komt onder een gegeven druk tijdens de ondersteuningsoperatie en voorts een waarschuwinrichting waarschuwt.

4 3 194270 grond 6 bereikt hebben. Voordat de maximale waarde bereikt wordt kan de maximum waarde zijn: druk p = veerkracht F/effectiefoppervlak A van de cilinder 6. De verdere ondersteuning wordt stilgezet, bij elke gewenste lage druk. Deze druk bepaalt de resterende gronddruk of restwieldruk van het wiel 7 van het voertuig.

5. Inrichting volgens één der conclusies 1 t/m 4, met het kenmerk, dat de reactiedruk in de veervergrendel-15 cilinder (6) werkzaam is op de regelmiddelen welke gedeeltelijk hydraulisch, pneumatisch, gedeeltelijk elektronisch/elektrlsch op zichzelf of in combinatie zijn, en voorkomt dat de regelbeweging waarbij de belasting toeneemt doorgaat, of een belasting verlagende regelbeweging toestaat

5 De kantelinrichting gebruikt de elasticiteit van het frame 14 van het voertuig om een deel van de belasting op het voorwiel te gebruiken als een verdere veiligheidsvariabele tegen kantelen. De gemeten waarden in de hydraulische veervergrendelcilinder 6 aan de zijde tegenover het belastings-moment nemen toe met het kantelmoment M tot aan de kantelgrens. Afhankelijk van de stijfheid van de totale structuur, van de vergrendelde assen en overeenkomstig de 10 gekozen restdruk op de wielen, vormt de gemeten druk een variabele voor het kantelen van het voertuig 1. Volgens de veiligheidsnorm, voordat deze druk bereikt wordt, worden de verdere bewegingen waardoor het kantelmoment wordt vergroot, beperkt of gestopt via de microprocessor 9. Deze regeling middels de microprocessor 9 maakt voortdurend volgen van de stabiliteit van het voertuig mogelijk. De druk op de veergrendelcilinder 6 kan rechtstreeks worden gebruikt om een terugslagklep 10 te 15 bekrachtigen voor het beperken van nadelige bewegingen van de regelmiddelen van de ondersteuningsin-richting 2. Een belangrijke indicatie kan tevens verkregen worden van de uitvoering aan de zijde van het kantelmoment. Vrijwel geen drukreductie mag daar optreden, omdat dit zou leiden tot een aanzienlijke daling van de ondersteuningsplaat van de ondersteuningen 13 op de grond 5. Middels de microprocessor 9, welke de 20 waarde opslaat van de afsluitdruk van de ondersteuning aan het begin van de operatie, is het mogelijk om een constante vergelijking uit te voeren van de gemeten waarden van de vergrendelcilinder 6 en de toename aan de onbelaste zijde en de afname van de belaste zijde kunnen gevolgd worden. Voor dat doel is de positie van de stabilisatiearm bepaald via een roteerbare transducent. Met een inrichting van dit soort is het tevens mogelijk om de actuele reactie te volgen van de ondersteu-25 ningsoperatie in het geval van onbekende omstandigheden van de ondergrond met betrekking tot het verzekeren van de stabiliteit. Daarom is de veer 4 van de as geklemd volgens figuur 2 middels een vrijheidsbeperkende kabeltrekinrichting 11 welke verbonden is met de veervergrendelinrichting 3. Het aantrekken wordt uitgevoerd voordat elke ondersteuningsoperatie van het voertuig wordt uitgevoerd om een definitieve startbasis te verkrijgen. In deze context wordt rekening gehouden met de kracht H op de as en 30 de voorspandruk p van de hydraulische cilinder 6 van een samenstel met een vrijheidsbeperkende kabeltrekinrichting 11 voor het op spanning brengen van de kabel. Zoals weergegeven in figuur 3 zijn de veeruitslag en de kracht H op de as in hoofdzaak aan elkaar gecorreleerd en het voorbeeld toont een veer met een parabolische karakteristiek. De voorspankracht V die is ontwikkeld door de hydraulische druk p werkt daarnaast op de veer 4 van de as. Wanneer de druk 35 verlaagd wordt terwijl het wiel wordt opgetild, veroorzaken de elastische kracht F en de voorspankracht V de maximale druk in de cilinder. Wanneer grotere nauwkeurigheid vereist is bij hellende standen, kan de hellingsstand van het voertuig 1 worden opgenomen voor de asbelasting of wielbelasting, berekend door de microprocessor en toegekend aan de afzonderlijke wielen als een correctiewaarde welke te variëren is voor het begrenzen van de 40 regelbeweging.

6. Inrichting volgens één der conclusies 11 5, met het kenmerk, dat deze in voertuigen met toelaatbare hellingsstanden de verdeling van de belasting over de assen corrigeert middels het berekenen van het 20 zwaartepunt van het voertuig en dat de reactiekrachten uit de veerassen de fouten corrigeren uit de heliingsstand.

7. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat deze een terugslagklep (10) omvat welke rechtstreeks bekrachtigd wordt door de reactiedruk in de arbeidskamer van de veervergrendelcilinder (6), en dat deze de geactiveerde terugslagklep omvat, welke de hydraulische aandrijfmiddelen 25 blokkeert van de ondersteuningsinrichting (2) ter voorkoming van regelbewegingen waarmee de belasting vergroot wordt.

8. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat deze bevestigd is op ten minste één afzonderlijk wiel (7) onafhankelijk van het aantal voertuigassen. Hierbij 1 blad tekening