DE2340171A1

DE2340171A1 - Ausladungsabhaengige antriebs- und bremseinrichtung fuer krandrehwerke

Info

Publication number: DE2340171A1
Application number: DE19732340171
Authority: DE
Inventors: Ruediger Dipl Ing Franke; Hans Tax
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-08-08
Filing date: 1973-08-08
Publication date: 1975-02-20

Description

Patentanwälte Din,, -ing. i\ \\''eickmann,

"> Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.~Piiys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. F. A.¥eickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820

MÜHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

St/th

Hans T A X, 8 München 23, Potsdamer Str. 3

Ausladungsabhängige Antriebs- und Bremseinrichtung für Krandrehwerke

Die Erfindung betrifft eine Antriebs- und Bremseinrichtung für Krandrehwerke mit einem Motor und einer Bremse.

Die Beschleunigung oder Verzögerung eines Drehkrans bei Drehungen des Krans ist in erheblichem Maße abhängig von dem Trägheitsmoment des drehbaren Teils des Krans. Dieses Trägheitsmoment ist wiederum eine Punktion der Auslegerausladung, da der Abstand des Schwerpunkts des Auslegers zu der Drehachse quadratisch in das Trägheitsmoment eingeht. Das Trägheitsmoment nimmt daher mit

et

wachsender Ausladung zu. Dementsprechend vergrößert sich das beim Schwenken und Abbremsen des Drehkrans erforderliche Antriebs-

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oder Bremsmoment mit wachsender Ausladung. Bei Verwendung eines Handsteuerorgans kommen daher "bei gleicher Einstellung des Handsteuerorgans erheblich unterschiedliche Beschleunigungen oder Verzögerungen zustande, die einen ordnungsgemäßen Betrieb gefährden können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Krandrehvrcrk der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß der drehbare Seil unabhängig von der Ausleger-Ausladung gedreht und abgebremst werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindung3gemäß durch eine Antriebs- und Bremseinrichtung der eingangs genannten Art gelöst, die gekennzeichnet ist durch Einrichtungen zum Steuern des Kupplungs- und/ oder Bremsmoments in Abhängigkeit von der Ausleger- Ausladung.

Die Verwirklichung dieses Gedankens hängt im einzelnen von der Ausführung <les jeweiligen Antriebs- und Bremsmeohanismus ab. Entsprechend einer bevorzugten Aus führ ungs form ist die Kupplung als Elektromagnetkupplung mit in Abhängigkeit von der Ausleger-Ausladung steuerbarem Drehfeld ausgebildet, und die Bremse wird durch eine Hydraulikbremse gebildet, bei der der den Arbeitszylindern zugeleitete Druck in Abhängigkeit von der Ausleger-Ausladung durch einen Druckregler begrenzt wird.

Die Regelung der genannten Elektromagnetkupplung kann vorzugsweise durch eine durch den Ausleger verstellbare Potentiometerschaltung zur Regelung des Drehfelds der Kupplung erfolgen.

Der Druckregler der Bremse ist vorzugsweise zwischen einem Pedal-beaufschlagten Geberzylinder und einem die Bremse betätigenden Arbeitszylinder angeordnet und derart ausgebildet, daß er den von dem Geberzylinder an den Arbeitszylinder gelangenden Druck in Abhängigkeit von der Ausleger-Ausladung begrenzt.

Der Druckregler umfaßt zweckmäßig ein Absperrventil in einer von dem Bremsfluid durchströmten Kammer, dessen durch einen längsverschiebbar im Gehäuse des Druckreglers geführten Kolben

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BAD ORIGINÄR

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geführte Ventilkugel entgegen der Wirkung einer die Rückseite des Kolbens abstützenden Feder zur Unterbrechung des Bremsfluidst3?oms in Richtung Arbeitszylinder gegen einen kugelschalenförmigen Ventilsitz verschiebbar ist, wobei das vom Kolben abgewandte Gegenlager der Peder in Abhängigkeit von der Ausleger-Ausladung axial verschiebbar ist.

las Gegenlager für die Peder kann Vorzugs v/eise über eine im Gehäuse des Druckreglers geführte Spindel verstellbar sein, die durch einen in Abhängigkeit von der Ausleger-Ausladung gesteuerten Antrieb verdreht wird.

Die Steuerung des Antriebs- und/oder Brensmoments erfolgt vorzugsweise über eine durch den Ausleger verschwenkbare, am Kran befestigte Hockenscheibe.

Der Kolben des Druckreglers kann unmittelbar durch diese nockenscheibe verschiebbar sein.

Der Ilotor zum Antreiben des Drehwerks kann durch einen umpolbaren Kurzschlußläufermotor gebildet werden, oder es kann ein nicht umpolbarer Hotor in Verbindung mit einem Umkehrgetriebe vorgesehen sein.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen lösung liegt in einem gleichmäßigen Antrieb und einer gleichmäßigen Abbremsung des drehbaren Teils des Krans unabhängig von der Stellung des Auslegers.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung.

J¹Ig. 1 ist eine Gesamtdarstellung eines Drehkrans, auf den die Erfindung anwendbar istj

Pig· 2 zeigt eine Ausführungsform der Antriebs- und Bremseinrichtung j

Pig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform der Antriebs- und

Bremseinrichtung;

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Pig. 4 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Bremssystems j

5 ist eine genauere Darstellung eines Details aus Pig.

Pig. 1 ist eine Gesamtdarstellung eines Drehkrans mit einem Sockel (zum Beispiel Portal oder dergleichen) 1, einem Ausleger 2, einem Auslegerseil 3, einem Zugseil 4j einer Motorwinde 5 für das Auslegerseil, einer Motorwinde 6 für das Zugseil, einer Aus leger stilt ze 7, einem Gegengewicht 8, einem Piaschenzug 9, einer Antriebs- und Bremseinrichtung 10 für die Drehung des drehbaren Teils und einer Kabine 11.

In Pig. 2 und 3 sind zwei beispielsweise Aus führ ungs formen der Antriebs- und Bremseinrichtung 10 dargestellt.

Die Ausführungsform gemäß Pig.2 umfaßt einen mit konstanter Drehzahl und konstantem Drehmoment laufenden Motor 12 mit einem Schaltorgan 13, der über eine Welle 14 mit dem Eingangsteil 16 einer Elektromagnetkupplung 15 verbunden ist. Das Ausgangsteil 17 der Elektromagnetkupplung treibt einerseits über eine Welle eine Scheibe 19 an. Zum anderen befindet sich auf dem Umfang des Ausgangsteils 17 ein Zahnkranz 20, der ein Zahnrad 21 antreibt, das seinerseits drehfest auf einer Welle 22 sitzt, die mit einem weiteren Zahnrad 23 drehfest verbunden ist. Das Zahnrad 23 treibt ein Umkehrzahnrad 24 an, das seinerseits ein Zahnrad 25 dreht, das drehfest auf einer die Welle 18 koaxial umgebenden Hohlwelle 26 sitzt, die drehfest mit einer Scheibe 27 verbunden ist. Die Scheibe 27 liegt parallel zu der Scheibe 19. Auf dem zwischen den Scheiben 27 und 19 liegenden Bereich der Hohlwelle 26 ist drehbar und axial verschiebbar ein Zahnrad 28 angeordnet, das wahlweise durch Axialverschiebung mit einer der Scheiben 27, 19 in Drehverbindung gebracht werden kann. Das Zahnrad 28 dreht ein weiteres Zahnrad 29, das drehfest auf einer Welle 30 sitzt. Die Welle 30 treibt einerseits über ein Zwischengetriebe 31 und eine Welle 32 ein Ritzel 33 an, das in den nicht dargeetellten Drehkranz des Drehkrans eingreift. Auf der anderen Seite der Welle 30 sitzt eine Bremse 34.

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Durch das aus den Elementen 18 Ms 28 gebildete Umkehrgetriebe wird eine wahlweise Umkehr der Drehriehtung des Drehkrans ermöglicht. ·

Die erfindungsgemäße Steuerung des Antriebs- und/oder Bremamoments erfolgt mit Hilfe einer geeigneten Steuerung der Elektromagnet kupplung 15 und der Bremse 34» wie später näher erläutert werden soll.

Die Ausführungsform nach Pig. 3 unterscheidet sich von derjenigen nach Pig. 2 durch das Fehlen eines Umkehrgetriebes, da im Falle der Fig. 3 ein umpolbarer Motor 35 verwendet wird. Der Motor 35 treibt über eine Welle 36 das Eingangsteil .38 einer Elektromagnetkupplung 37 an. Das Ausgangsteil 39 der Magnetkupplung dreht eine Welle 40,die mit einer Bremse 41 verbunden ist. Yon der Bremse 41 geht eine Welle 42 aus, die über ein Zwischengetriebe 43 und eine Welle 44 ein Ritzel 45 antreibt, das mit dem nicht gezeigten Drehkranz des Drehkrans in Eingriff steht.

In diesem Falle erfolgt die Steuerung des Antriebs- und Bremsmoments wiederum durch Steuerung der Elektromagnetkupplung 37 und der Bremse 41 ·

Die Regelung des Antriebsmoments des Drehantriebs kann im Grunde durch einen beliebigen Drehmomentwandler erfolgen, der in Abhängigkeit von der Ausladung des Auslegers gesteuert wird. Eine Elektromagnetkupplung 15, 37 gemäß Fig. 2 und 3 stellt ein einfach zu realisierendes Beispiel dar. In diesem Falle kann die Einstellung des Drehmoments durch Veränderung des Drehfelds in der elektromagnetischen Kupplung erfolgen, etwa dadurch, daß zwei in Reihe liegende Potentiometer durch den Ausleger in ihrer Stellung verändert werden.

Die Bremse kann mit der Kupplung zu einem Organ zusammengefaßt sein, indem beispielsweise eine Backenbremse unmittelbar auf das Ausgangsteil.der Kupplung einwirkt. In den schematischen Darstellungen der Fig. 2 und 3 ist die Bremse 34, 41 als getrennt angeordnete Backenbremse ausgeführt. Eine Möglichkeit der Steuerung clieser Backenbremse entsprechend der Ausladung des Auslegers ist

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in Fig. 4 und 5 schematisch angedeutet.

Pig. 4 zeigt einen Ausleger 46 und eine Kurvenscheibe 48, die über Gelenke 50 und 51 schwenkbar mit einem nur andeutungsweise gezeigten Sockel 47 verbunden sind. Die Kurvenscheibe 48 weist eine Kurvenform auf, die entsprechend der Veränderung des Trägheitsmoments des Auslegers ausgebildet ist. Dabei ist zu berücksichtigen, daß in das Trägheitsmoment des Auslegers der Abstand des Sohwerpunkts des Auslegers .von der Drehachse 52 (Fig. 1) quadratisch eingeht und daß der Schwerpunkt des Auslegers bei Änderung des Winkels U. (Pig. 1) etwa einer Kreisbahn folgt. Ferner spielt bei der Wahl der Kurvenfona der Kurvenscheibe 48 das Grund-Trägheitsmoment eine Rolle, das der drehbare Teil etwa bei senkrechter Auslegerstellung aufweist, sowie die Art der Steuerung des Antriebs und der Bremse. Eine genaue Festlegung der Kurvenform ist anhand dieser Daten ohne weiteres möglich.

Die Kurvenscheibe 48 verschiebt eine Stoßstange 53 eines Druckreglers 54 in Axialrichtung, der unter Bezugnahme auf Pig. 5 genauer erläutert werden soll·

Bn übrigen umfaßt das Bremssystem ein um ein Gelenk 56 schwenkbares Bremspedal 55 zur Verschiebung des Kolbens 58 eines Geberzylinders 59 über eine Stange 57.Der Geberzylinder 59 steht mit einem Bremsfluid-Behälter 60 in Verbindung. Der Geberzylinder 59 ist über eine Leitung 61 mit einem Arbeitszylinder 62 verbunden. In die Leitung 61 ist der erwähnte Druckregler 54 eingeschaltet. In dem Arbeitszylinder 62 ist ein Kolben 63 axial verschiebbar angeordnet, der über eine Kolbenstange 64 mit einem Hebel 65 gelenkig verbunden ist. Der Hebel 65 ist mit dem Bremshebel 66 einerseits und mit dem Bremshebel 67 über eine Zwischenstange andererseits an zwei im Abstand liegenden Gelenkpunkten 69 und verbunden. Die Bremshebel 66 und 67 sind auf den dem Hebel 65 gegenüberliegenden Seiten in Gelenken 71 und 72 anlagefest gelagert. Die Bremshebel 66 und 67 tragen Bremsbacken 73 und 74, die bei einer Schwenkung des Hebels 65 aufgrund der Bewegung des Kolbens 63 gegen die Trommel 75 gedrückt bzw. bei entgegengesetzter Bewegung des Kolbens 63 mit Unterstützung der Druckfeder 76 von der Trommel 75 entfernt werden.

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Der Druckregler 74 ist in Pig. 5 genauer dargestellt. Fig. 5 zeigt im unteren Bereich die schwenkbar angeordnete Kurvenscheibe 48 gemäß Pig. 4. Durch Schwenkung der Kurvenscheibe 48 wird über eine Rolle 77 die -Stoßstange 53 eines Gegenlagers 78 axial verschoben, deren Punktion später erläutert werden soll. Der Druckregler v/eist ein Gehäuse 79 mit einem Einlaß 80 und einem Auslaß 81 für das Druckfluid auf. Zwischen Einlai3 und Auslaß ist ein halb kugelförmiger Ventilsitz 82 vorgesehen, dessen Durchlaß 83 durch eine Kugel 84 verschließbar ist. Die Kugel 84 sitzt auf einer durch den Durchlaß 83 hindurchgeführten Stange 85, die.mit einem Kolben 86 fluchtend verbunden ist. Der Kolben 86 ist in dem Gehäuse 79 in Axialrichtung verschiebbar geführt. Die von der Stange 85 abgewandte Seite des Kolbens 86 wird durch eine Druckfeder 87 beaufschlagt, die auf der anderen Seite gegen das erwähnte Gegenlager 78 anliegt.

Dieser Druckregler arbeitet wie folgt.

Bei geöffnetem Kugelventil 82, 8^ Betzt sich der Druck des Geberzylinders durch den Einlaß 80, den Durchlaß 83 und den Auslaß 81 bis zu dem Arbeitszylinder 62 fort. Diesem damit im Arbeitszylinder 62 eröffnetem Druck unterliegt auch die Anordnung aus Kugel 84 und Kolben 86, die bei steigendem Druck in Richtung einer Zusammendrückung der Druckfeder 87 verschoben wird. Bei Überschreiten eines vorbestimmten Grenzwertes des Drucks im Arbeitszylinder 62 legt sich die Kugel 84 gegen den Ventilsitz 82 und verschließt diesen, so daß eine weitere Steigerung des Drucks im Geberzylinder 59 nicht mehr auf den Arbeitszylinder 62 übertragen wird.

Der Druck, bei dem die Schließung des Kugelventils 82, 84 erfolgt, hängt ab von der Gegenkraft, die die Peder 87 auf den Kolben 86 ausübt. Diese Gegenkraft ist erfindungsgemäß durch Axialverschiebung des Gegenlagers 78 der Druckfeder 87mit Hilfe der Kurvensoheibe 48 in Abhängigkeit von der Ausladung des Auslegers einstellbar. Durch Regelung des maximal im Arbeitszylinder 62 herrschenden Drucks wird zugleich das jeweils bei einer Stellung des Auslegers maxiamal aufzubringende Bremsmoment geregelt.

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Anstelle der Kurvenscheibe 48 in Fig. 5 kann zur Regelung der Stellung des Gegenlagers 78 die Stoßstange 53 beispielsweise auch als in das Gehäuse 79 geschraubte Spindel ausgebildet sein, die über einen in Abhängigkeit von der AusIegerausladung gesteuerten Ilotor und einen Getriebesatz verdreht wird.

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Claims

Patentansprüche

1. yAntriebs- und Bremseinrichtung für Krandrehwerke mit einem

Motor und einer Bremse, gekennzeichnet durch Einrichtungen (I5_t, 37, 48, 54) zum Steuern des Antriebs- und/ oder Bremsmoments in Abhängigkeit von der Ausleger-Ausladung·

2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine das Antriebsmoment übertragende Elektromagnetkupplung (15, 37) mit in Abhängigkeit von der Auslegerausladung steuerbarem Drehfeld.

3· Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse (34, 41) als Hydraulikbremse mit einem den den Arbeitszylindern (62) zugeleiteten Druck in Abhängigkeit von der Ausleger-Ausladung begrenzenden Druckregler (54) ausgebildet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet duroh eine durch den Ausleger (2, 46) verstellbare Potentiometerschaltung zur Regelung des Drehfelds der Elektromagnetkupplung (15, 37).

5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckregler (54) zwischen einem Pegal-beaufschlagten Geberzylinder (59) und einem die Bremse (34, 41) betätigenden Arbeitszylinder (62) angeordnet und derart ausgebildet ist, daß er den von dem Geberzylinder (59) an den Arbeitszylinder (62) gelangenden Druck in Abhängigkeit von der Ausleger-Ausladung begrenzt.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckregler (54) ein Absperrventil

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(82, 84) in einer von dem Bremsfluid durchströmten Kammer des Gehäuses (59) umfaßt, dessen durch einen längsverschieb-"bar im Gehäuse des Druckreglers (54) geführten Kolben (86) geführte Ventilkugel (84) entgegen der Wirkung eines die Rückseite des Kolbens (86) abstützenden Druckfeder (87) zur Unterbrechung des Bremsfluidstroms in Richtung des Arbeitszylinders (62) gegen einen kugelschalenförmigen Ventilsitz (82) verschiebbar ist, wobei da3 vom Kolben (86) abgewandte Gegenlager (78) der Druckfeder (87) in Abhängigkeit von der Ausleger-Ausladung axial verschiebbar ist,

7· Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenlager (78) für die Druckfeder (87) über eine im Gehäuse (79) des Druckreglers (54) geführte Spindel verstellbar ist, die durch einen in Abhängigkeit von der Ausleger-Ausladung gesteuerten Antrieb verdreht wird.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dad urch gekennzeichnet, daß die Steuerung des Antriebs- und/oder Bremsmoments über eine durch den Ausleger (2, 46) verschwenkbar am Kran befestigte Nockenscheibe (48) erfolgt.

9. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben des Druckreglers (54) durch die Nockenscheibe (48) verschiebbar ist.

10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (35) ein umpolbarer KurzBchlußläufermotor ist.

11· Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsteil (17) der Elektromagnet kupplung (14) ein Umkehrgetriebe (18 bis 27) antreibt, das eine Umkehrung der Drehrichtung gestattet.

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