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Lastmomentsicherung für Auslegerkrananlagen Bei Kranen mit verstellbaren
Auslegern (Seilausgleichkrane, Doppellenker-Wippdrehkrane) oder auch bei Kranen
in sogenannter Hammerausführung mit fahrbarer Katze ist stets das Produkt aus Last
und Lastarm durch einen Grenzwert, das Grenzlastmoment, festgelegt, der aus Festigkeits-
oder Stabilitätsgründen bzw. aus beiden Gründen zusammen nicht überschritten werden
darf. Das heißt, die beiden Lastmomentfaktoren, nämlich die eigentliche Last und
der Lastarm (die Ausladung), können variabel sein, solange das Grenzlastmoment nicht
überschritten wird. Ferner ist natürlich darauf zu achten, daß Höchstlast und die
maximale Ausladung, für sich gesehen, nicht überschritten werden.
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Bei Krananlagen auf nicht stabilisierten oder festen Fundamenten -
beispielsweise Schwimmkranen, Kranschiffen üsw. - kommt der Einfluß der Fundamentenneigung
in Auslegerrichtung hinzu. Diese Neigung kann bei konstantem Lastmoment bei Durchfahren
des gesamten Drehwinkelbereichs von 360° verschiedene Werte annehmen, da sich die
Stabilitätsbasis z. B. durch die Pontonform und die Aufstellung des Krangebildes
an einer bestimmten Stelle des Fundamentes mit dem Drehwinkel ändert. Das bedeutet,
daß auch durch einen Grenzwert des Fundamentenneigungswinkels dem Produkt Last mal
Lastarm gewisse Grenzen gesetzt sind, die nicht unbedingt durch die Stabilitäts-
und Festigkeitsgrenzen des Krangebildes selbst, sondern infolgeStabilität des gesamten
Schwimmkranes oder Kranschiffes bestimmt werden. Hier kann z. B. die ungünstige
Lage des Lateralschwerpunktes bei schwimmenden Krananlagen ausschlaggebend sein.
Das bedingt also eine Korrektur des maximal zulässigen Kranlastmomentes durch die
Krängung auf direktem oder indirektem Wege.
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Lastmomentsicherungen sind in verschiedener Ausführung schon bekanntgeworden,
beispielsweise eine elektrische Überlastungssicherung für Krane, die für mehrere
wechselbare Auslegerstellungen besondere zum Hubmotor führende Schaltleitungen besitzt.
In diesen Schaltleitungen sind paarweise hintereinanderliegende Schalter angeordnet,
von denen jeweils einer bei einer bestimmten Auslegerstellung betätigt wird. Der
zweite Schalter einer Ausschaltleitung spricht bei derjenigen Last an, die `bei
der zugehörigen Auslegerstellung die höchste Belastung des Kranes darstellt. Die
Einrichtung ist so aufgebaut, daß also bei großer Auslage eine kleinere Höchstlast
zulässig ist und um-.-gekehrt. Diese Einrichtung ist ziemlich kompliziert, weil
für eine vernünftige Anpassung der Höchstlast an die verschiedensten Auslegerstellungen
eine ganze Reihe von Schaltern erforderlich wird, die in der Weise nacheinander
ansprechen müssen, daß immer ein Schalterpaar in Funktion ist. Selbst bei einer
größeren Anzahl von Schalterpaaren erreicht man keine stetige Anpassung der Höchstlast
an die Auslegerstellung.
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Weiterhin ist eine Einrichtung zur Verhinderung einer unzulässigen
Überlastung von elektrisch angetriebenen Hebezeugen bekanntgeworden, die mit einem
von der Zeitdauer der Überlastung abhängigen Zeitelement arbeitet. Das dieses Zeitelement
steuernde Relais wird von einer Spannung beaufschlagt, die sich aus zwei Teilsummen
zusammensetzt, von denen die eine der Auslegung des Kranes und die andere der Last
proportional ist. Die beiden Teilspannungen werden mit Hilfe von Potentiometern
gewonnen, die von der Auslegerbewegung und einem Kraftmeßglied verstellt werden.
Die für das Ansprechen des Relais charakteristische Größe ist also eine Summe, die
aus der Last und dem Hebelarm gebildet wird. Folglich handelt es sich hier nicht
um eine echte Lastmomentbildung.
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Es sind auch bereits Überlastungssicherungen bekanntgeworden, die
rein mechanisch arbeiten, beispielsweise eine Überlastungssicherung für Hebezeuge
mit veränderlicher Ausladung der Last, -bei welcher die Einflüsse der Last und der
Ausladung mittels eines Planetengetriebes summiert werden, wobei das Überschreiten
einer gewissen Summe eine Ausschaltung des Antriebes veranlaßt. Auch hier wird nicht
das Lastmoment, sondern die Summe aus den einzelnen Einflüssen gebildet.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile bekannter Überlastsicherungen
zu vermeiden.
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Die Erfindung betrifft eine Lastmomentsicherung für Auslegerkrananlagen,
bei welcher in Abhängigkeit von Last und Lastarm veränderbare Widerstände oder Potentiometer
betätigt werden, durch die elektrische,
von Last und Lastarm abhängige
Hilfsgrößen gewonnen werden, die zur Bildung des Produktes Last mal Lastarm miteinander
multipliziert werden. Gemäß der Erfindung sind die der Last und dem Lastarm proportionalen
elektrischen Hilfsgrößen der Strom- und Spannungsspule eines dynamometrischen Meßwerkes,
vorzugsweise eines Leistungsrichtungsrelais, zugeführt, das bei Überschreitung des
maximalen Lastmomentes weitere Schaltfunktionen auslöst.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der in der Zeichnung
dargestellten Schaltung erläutert.
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Als Geber für die Last dient ein verstellbarer Widerstand 1, der beispielsweise
durch eine Druckmeßdose in Abhängigkeit vom Seilzug verstellt werden kann. Dieser
Widerstand liegt in einem von einer konstanten Spannung URS gespeisten Stromkreis,
dessen Strom durch eine Nennbürde2 begrenzt wird. Der von der Größe der Last abhängige
Strom wird von einem Anpassungswandler3 auf die Spule4 des Meßgliedes5 übertragen.
Das Meßglied 5 ist hier als Leistungsrichtungsrelais mit zwei Meßwerken ausgebildet,
und die Wicklung 4 stellt die Stromspule des einen Meßwerkes dar. Das Potentiometer6
wird in Abhängigkeit vom Lastarm verändert. Dadurch erhält man in der Spule 7 des
Leistungsrichtungsrelais eine dem Lastarm proportionale Spannung. In dem einen Meßwerk
des Leistungsrichtungsrelais wird also das Produkt aus Last mal Lastarm gebildet.
Das Potentiometer 6 kann an einer geeigneten Stelle des Kranauslegers angebracht
werden, wobei sein Abgriff über Zahnstange und Ritzelvorgelege oder von einer freien
Welle des zugehörigen Getriebes angetrieben wird. Falls die Bewegung des Auslegerlenkers
bzw. der Drehwinkel des Getriebes der Auslageänderung nicht direkt proportional
ist, müssen zur Linearisierung entsprechende Kurvenscheiben zwischengeschaltet werden.
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Die Größe des Lastarmes kann direkt an dem elektrischen Anzeigeinstrument
8 abgelesen werden, während die Größe der Last selbst von dem in Tonnen geeichten
Strommesser 9 angezeigt wird.
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Da außer dem Lastmoment noch die Krängung des Kranes für die Abschaltung
wichtig ist, ist ein Korrekturglied vorgesehen, das entweder in Abhängigkeit vom
Drehwinkel des Kranes oder von der Krängung selbst beeinflußt wird. An die konstante
Spannungsquelle ist daher ein weiterer Stromkreis mit der Nennbürde 10 und dem verstellbaren
Widerstand 11 angeschlossen. Dieser Widerstand 11 ändert sich proportional
dem Korrekturwert: Bei Verwendung einer Drehwinkelkorrektur wird über eine Kurvenscheibe
bzw. einen Kurvenzylinder mittels Kulissenführung der Widerstand so verändert, daß
der Strom in Abhängigkeit vom Drehwinkel der vorzunehmenden Korrektur entspricht.
Dieser Strom durchfließt die Stromspule 12 des zweiten Meßwerkes des Leistungsrichtungsrelais
5. Die Spannungsspule 13 dieses zweiten Meßwerkes liegt dagegen direkt
an der Konstantspannung und wird nicht verändert. Die beiden Meßwerke imLeistungsrichtungsrelais
sind mechanisch miteinander gekuppelt, so daß sich ihreDrehmomente addieren. Die
Kurve des Korrekturgliedes kann mathematisch ermittelt oder empirisch festgestellt
werden. Soll der Drehwinkel zusätzlich von der Belastung abhängig sein, so kann
ein weiterer lastabhängiger Widerstand in den Spannungsstromkreis des Korrekturmeßgliedes
eingeschaltet werden. Bei Beeinflussung des Korrekturgliedes durch die Krängung
an Stelle des Drehwinkels wird der veränderliche Widerstand 11 durch eine Krängungsmeßeinrichtung
verstellt. Dieses Verfahren ist jedoch nur anwendbar, wenn bei sämtlichen Lastmomentsbereichen
Krängungswerte größer als Null auftreten. Soll dagegen auch beim Krängungswert Null
zur Begrenzung maximaler Neigungswinkel eine Sicherung vorgesehen_ werden,- so ist
eine getrennteKrängungsmeßeinrictung anzuwenden, die bei Überschreitung der Maximalwerte
unabhängig von der dargestellten Anlage einen Schaltvorgang einleitet.
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Das im Leistungsrichtungsrelais 5 gebildete Summendrehmoment aus Lastmoment
und Korrekturmoment wirkt auf die Kontakteinrichtung 14 ein, die beim Erreichen
des Maximalwertes weitere Schaltvorgänge auslöst. So kann beispielsweise eine optische
und akustische Signaleinrichtung in Tätigkeit gesetzt werden. Zusätzlich kann auch
direkt die Abschaltung der Antriebe veranlaßt werden. Die Schalteinrichtung 14 ist
hier mehrstufig ausgebildet, so daß bei einer bestimmten Belastung zunächst die
Alarmeinrichtung in Tätigkeit gesetzt wird, während die Abschaltung der Anlage erst
bei einer etwas höheren Belastung erfolgt.