DE2343887B2 - Einrichtung zur wahlweisen Fernoder Nahsteuerung der Arbeitszylinder eines hydraulisch betätigten Krans, insbesondere eines Mobilkrans - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur wahlwei sen Fern- oder Nahsteuerung der jeweils mit einem hy draulischen Ventil verbundenen Arbeitszylinder eine: hydraulisch betätigten Krans, insbesondere eines Mo bilkrans, bei der jedes Ventil wahlweise von einen transportablen Betätigungsmittel aus über eine auf eir Verstellmittel einwirkende Verbindungsleitung fern steuerbar ist. und bei der die Ventile zur Nahsteuerung jeweils mittels eines Vertellhebels unmittelbar vor

Hand steuerbar sind, wobei die Ventile jeweils nach einem Verstellvorgang durch ein Rückstellmittel selbst tätig in ihre neutrale Ausgangsstellung zurückgestellt werden.

Die beispielsweise das Heben, Senken, Drehen sowie gegebenenfalls das Aus- und Einknicken des Auslegers das Aus- und Einfahren des Teleskopabschnittes des Auslegers und das Abstützen bewirkenden Arbeitszylinder eines Krans, insbesonderes eines Mobilkrans können vom Fahrersitz aus oder/und vom Bereich des Kranfußes aus betätigt werden, wobei letzteres den Vorzug hat, daß die Bedienungsperson eine ausreichende Übersicht über die gegebene Situation hat, was vom Fahrersitz aus im allgemeinen nicht der Fall ist.

Darüber hinaus ist es insbesondere bei Mobilkranen häufig wünschenswert, die Arbeitszylinder auch von einem Punkt aus bzw. innerhalb eines Bereiches fernsteuern zu können, der einen nicht unbeachtlichen Abstand vom Kranfuß hat. Eine derartige Fernsteuerung wird insbesondere dann erforderlich, wenn dei Kran von einer einzigen Person bedient werden soll.

Eine derartige Einrichtung ist aus der US-PS 35 59 817 bekannt. Bei dieser bekannten Einrichtung können die Arbeitszylinder des Krans durch Betätigen eines jeweils dem Ventil eines Arbeitszylinders zugeordneten Handhebels nahegesteuert werden. Zwecks Fernsteuerung kann eine Fernsteuereinrichtung an die Nahsteuereinrichtung angekoppelt werden. Bei dieser bekannten Fernsteuereinrichtung sind die Verstellmittel für die Ventile der Arbeitszylinder als Hilfs-Hydraulikeinrichtungen ausgebildet, wobei jedem Arbeitszylinder bzw. Ventil eine solche Hilfs-Hydraulikeinrichtung zugeordnet ist. Die Hilfs-Hydraulikeinrichtungen bestehen dabei aus einem Zylinder mit einem von Hand zu betätigenden Arbeitskolben, der über Hydraulikleitungen und ein in eine Leitung eingeschaltetes Druckreservoir auf ein im Aufbau entsprechendes zweites Hydraulik-Bauteil wirkt, das über Hebel das Ventil des betreffenden Arbeitszylinders steuert.

Diese bekannte Steuereinrichtung ist außerordentlieh aufwendig. Außerdem ist das in der Art eines bauchladenförmigen Steuerpultes ausgebildete transportable Betätigungsmittel sehr schwer und behindert dementsprechend die Bedienungsperson. Diese Behinderung wird noch dadurch vergrößert, daß die von dem Betätigungsmittel ausgehende Verbindungsleitung bei mehreren Arbeitszylindern aus einer größeren Anzahl von Hydraulikleitungen besteht, so daß die Verbindungsleitung wenig flexibel ist. Außerdem arbeitet die-

se Einrichtung sehr träge.

In der DT-AS 11 76 813 und der DT-PS 12 49 483 sind daher bereits elektrohydraulische Fsrnsteuereinrichtungen bekanntgeworden, bei denen die Fernsteuerung der hydraulischen Drosselschieber für die Ventile der Arbeitszylinder elektrisch erfolgt, so daß die Bedienungsperson nicht derart behindert ist, wie dieses bei einer Steuereinrichtung gemäß US-PS 35 59 8Γ. der Fall ist- Diese bekannten Steuereinrichtungen sind jedoch nicht nur verhältnismäßig aufwendig, sondern sie können auch nur bei bestimmten Steuereinrichtungen Verwendung finden und sind beispielsweise daher nicht geeignet, ohne nennenswerten Umbauaufwand nachträglich an einen Kran angebaut zu werden, der bisher noch nicht mit einer Fernsteuerung versehen ist.

Eine elektrohydraulische Steuerung für eine Winde ist aus der Zeitschrift »Schiffbautechnik~, 1968, Nr. 9, S. 532, bekanntgeworden. Bei dieser bekannten Steuereinrichtung kann eine Fernsteuerung eines die einzige Funktion auslösenden (Nah-)Bedienungshebels von einem transportablen Betätigungsmittel aus über einen hydraulischen Vorsteuerkreis erfolgen, wobei ein elektrisches Signal über einen Verstärker an einen reversierbaren Elektromotor gegeben wird, der ein Hydraulikventil steuert, welches auf ein mit dem Bedienungshebel betrieblich verbundenes Manöverventil wirkt. Erreicht dieser Bedienungshebel die an dem transportablen Betätigungsmittel vorgegebene Stellung, so e/folgt von einem Rückschalter ein Signal über den Verstärker zum Elektromotor und bewirkt, daß das Hydraulikventil wieder in seine neutrale Null-Ausgangsstellung gebracht wird.

Diese bekannte Steuereinrichtung ist für den hier vorliegenden Fall einer wahlweisen Steuerung mehrerer, beispielsweise sechs Arbeitszylinder eines Hydraulikkrans nicht geeignet bzw. unbefriedigend, da in einem solchen Fall der elektrische und hydraulische Bauaufwand außerordentlich groß werden würde, was nicht nur zu einer entsprechend teuren, sondern auch einer entsprechend störanfälligen Lösung führen würde, was für den verhältnismäßig rauhen Betrieb, wie er bei einem Mobilkran auftritt, in höchstem Maße unerwünscht ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Steuereinrichtungen der eingangs beschriebenen Gattung unter Vermeidung ihrer Nachteile zu verbessern und eine derartige Einrichtung zu schaffen, die auf Grund weniger, einfacher und vornehmlich mechanischer Bauelemente außerordentlich billig und betriebssicher ist, und die als kompakte Baueinheit, ohne daß die vorhandenen Steuerventile ausgetauscht oder verändert werden müssen, auch an einen bisher nicht mit einer Fernbedienung ausgerüsteten Kran anzubauen ist, wobei zu jedem Zeitpunkt ohne Verzug wahlweise entweder eine Fernsteuerung oder eine Nahsteuerung möglich sein soll.

Als Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß zum wahlweisen Fernsteuern der Ventile ein Verstellmittel mit einer von einem reversierbaren Elektromotor angetriebenen, gemeinsamen Welle vorgesehen ist, daß die Welle jeweils über ein einem jeden Ventil zugeordnetes Gestänge mit dem Steuerorgan des betreffenden Ventils verbindbar und jeweils über eine von dem transportablen Betätigungsmittel aus elektrisch betätigte Kupplung wahlweise an das betreffende Gestänge ankuppelbar ist, und daß in an sich bekannter Weise der jeweils erreichte Istwert der Ver- «tellune des Steuerorgans für das betreffende Ventil mit einem an einem Sollwertgeber einstellbaren Sollwert selbsttätig verglichen wird und die an das Gestänge angekuppelte Welle bis zum Erreichen des Sollwertes der Verstellung selbsttätig gedreht wird.

Bei dem einem jeden Ventil zugeordneten Gestänge handelt es sich bevorzugt um ein Parallelgestänge wobei jeweils der freie Endabschnitt des einen Parallellenkers an der Kupplung für das betreffende Ventil angreift und der freie Endabschnitt der anderen Parallellenkers mit dem Steuerorgan des betreffenden Ventils verbunden ist. Bei einer solchen Ausbildung sind im Fall einer Bedienung von Hand mithin im wesentlichen nur die Reibungskräfte in den Gelenken der Parallelgestänge und den Lagern der Welle zu überwinden, so daß eine unmittelbare Nahsteuerung stets feinfühlig durchzuführen ist. Auf Grund der einfachen mechanischen Bauteile läßt sich bei einer solchen Ausbildung nicht nur eine gegenüber bekannten Einrichtungen ganz erheblich verbilligte Einrichtung schaffen, sondern auch eine Einrichtung, die außerordentlich robust und betriebssicher ist.

Die Kupplungen sind bevorzugt jeweils mit einem Kupplungsbolzen versehen, der in seinem mit der Welle ausgekuppelten Zustand von einer Feder im Abstand zur Welle gehalten ist, und der in eingekuppeltem Zustand gegen die Kraft der Feder von einem durch das Betätigungsmittel zu betätigenden einfachen Elektromagneten in eine dem betreffenden Ventil zugeordnete, quer zur Längsachse der Welle verlaufende Bohrung in die Welle eingeführt ist.

Das transportable Betätigungsmittel ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung als Ein-Hand-Schalter ausgebildet, so daß die betreffende Bedienungsperson weder durch Größe und Gewicht des Betätigungsmittels noch auch durch die Verbindungsleitung nennenswert behindert ist. Dabei weist der Ein-Hand-Schalter einen elektrischen Mehrwegschalter mit einer ersten Handhabe auf, mit dem die elektrische Verbindung zu der jeweils angewählten Kupplung des gerade fernzusteuernden Ventils herstellbar und die Kupplung in die Welle einkuppelbar ist. Eine zweite Handhabe des EinHand-Schalters dient zum Einstellen des dem Verstellweg des betreffenden Steuerorgans entsprechenden Sollwertes am Sollwertgeber. Eine der Sicherheit dienende dritte Handhabe ist in der Art eines Tot-Mann-Schalters ausgebildet, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß die zweite Handhabe nur bei gleichzeitigem Betätigen der dritten Handhabe.einschaltbar ist und bei Nichtbetätigen der dritten Handhabe die Welle selbsttätig in ihre neutrale Ausgangsstellung zurückkehrt. Sollte es mithin einmal dazu kommen, daß der EinHand-Schalter so unglücklich herunterfällt, daß er dabei die zweite Handhabe betätigt, so kann es dennoch nicht zu einem weiteren Betätigen des betreffenden Arbeitszylinders kommen, da hierbei die dritte Handhabe nicht eingeschaltet ist. Tot-Mann-Schaitungen für hydraulische Hebezeugtriebwerke, bei denen bei Nichtbetätigen einer Handhabe das Steuerorgan in eine lasthaltende Nullstellung gebracht wird, sind z. B. aus der DT-AS 11 61 401 bekannt.

Die Erfindung und bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf eine Zeichnung weiter erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht des fest am Kran angebauten Teils einer Einrichtung zur Femsteuerung der Arbeitszylinder eines hydraulisch betätigten Mobilkrans, ohne das transportable Betätigungsmittel,

F i g. 2 eine seitliche Draufsicht auf die Einrichtung gemäß F i g. 1 in Richtung des Pfeils II in F i g. 1,

F i g. 3 eine Draufsicht auf das als Ein-Hand-Schalter in der Art eines Griffschalters ausgebildete transportable Betätigungsmittel in Richtung des Pfeils III in F i g. 4 und

F i g. 4 eine Seitenansicht des Betätigungsmittels gemäß F i g. 3 in Richtung des Pfeils IV in F i g. 3.

Die Zeichnung zeigt eine Einrichtung zur wahlweisen Fern- oder Nahsteuerung der jeweils mit einem hydraulischen Ventil verbundenen, in der Zeichnung nicht dargestellten hydraulischen Arbeitszylinder eines ebenfalls der Einfachheit halber nicht dargestellten hydraulisch betätigten Mobilkrans. Jedem Arbeitszylinder ist ein dem der besseren Übersicht halber nicht dargestellten Hydrauükkreis angeschlossenes hydraulisches Ventil 1 zugeordnet, dessen als Steuerorgan dienender Ventilschieber 2 mittels eines Verstellmittels zu verstellen ist.

Das Verstellmittel besteht aus einer hohlen Welle 3, die in Lagern 4 gelagert ist. Die Welle 3 ist von einem Gleichstrommotor 6 über ein Getriebe 7 und ein Kettenvorgelege 8 um ihre Längsachse 9 zu drehen.

Zur Verbindung der Welle 3 mit den Ventilschiebern 2 der Ventile f ist für jedes Ventil 1 ein Parallelgestänge 11 vorgesehen, welches aus zwei Parallellenkern 12 und 13 einer Verbindungsstange 14 besteht, deren Endabschnitte gelenkig mit den Parallellenkern 12 b/w. 13 verbunden ist. Der freie Endabschnitt des Parallellenkers 12 ist mit dem Ventilschieber 2 des Ventils 1 verbunden, während der freie Endabschnitt des Parallellenkers 13 mit einer im ganzen mit 16 bezeichneten Kupplung verbunden ist, mittels welcher die Welle 3 an- bzw. abzukuppeln ist, wie dieses nachstehend noch näher ausgeführt wird.

Jede Kupplung 16 weist einen Kupplungsbolzen 17 auf, der jeweils von einem Elektromagneten 18 gegen die Kraft einer Feder 19 in eine quer zur Längsachse 9 der Welle 3 verlaufende Ausnehmung 21 einzuführen ist. Die Kupplung 16 ist durch Erregung des Elektromagneten 18 von einem später noch unter Bezugnahme auf die F i g. 3 und 4 beschriebenen Betätigungsmittels

22 elektrisch zu betätigen.

Aus F i g. 2 ist erkennbar, daß die Welle 3 wahlweise mit jeder Kupplung 16 zu kuppeln und damit wahlweise mit jedem Ventilschieber 2 mittelbar zu verbinden und damit zu betätigen isL

Bei einem Verdrehen der Welle 3 kommt es. wenn eine Kupplung 16 eingekuppelt ist, zu einem Verschwenken des Parallelgestänges 11 um einen Winkel

23 nach oben oder einen Winkel 24 nach unten aus der Ruhestellung, wobei der betreffende Ventilschieber 2 verstellt wird, wie dieses aus F i g. 1 erkennbar ist.

Dabei wird gleichzeitig ein mit der Welle 3 fest verbundenes Potentiometer verstellt, welches als Istwertgeber für die Verstellung des Ventilschiebers 2 dient Der von dem Potentiometer 26 abgenommene Istwert wird mittels einer bekannten und daher nicht dargestellten und näher beschriebenen Schaltungsanordnung mit einem an einem nicht näher dargestellten und beschriebenen Sollwertgeber eingestellten Sollwert selbsttätig verglichen, wobei es bei Vorhandensein eines Differenzwertes zwischen dem Istwert und dem Sollwert selbsttätig zu einem entsprechenden Verdrehen der Welle und damit einem Verstellen des Ventil-Schiebers 2 kommt

Die F i g. 3 und 4 zeigen das transportable Betätigungsmittel 22. welches als Ein-Hand-Schalter in der Art eines Griffschalters ausgebildet ist. Das Betätigungsmittel 22 besitzt einen nicht erkennbaren elektrischen Mehrwegschalter, mit dem mit einer als Schaltknopf 27 ausgebildeten ersten Handhabe eine elektrische Verbindung zu der betreffenden Kupplung 16 für das betreffende Ventil 1 des anzuwählenden Arbeitszylinders herzustellen ist. Außerdem ist eine als Brückenschalter ausgebildete zweite Handhabe 28 vorhanden, mit dem der den Verstellweg des betreffenden Ventilschiebers 2 bestimmende Sollwert am Sollwertgeber einzustellen ist, wobei eine Betätigung gemäß dem Pfeil 29 beispielsweise eine Drehung der Welle 3 nach links hervorruft, be' welcher der Arbeitszylinder ausfährt, und eine Betätigung in Richtung des Pfeils 30 eine Drehung der Welle 3 nach rechts, bei welcher der Arbeitszylinder einfährt.

Der Schaltknopf 27 arbeitet mit Kontakten 31 zusammen, die jeweils einem bestimmten Elektromagnet 18 zugeordnet sind, so daß auf diese Weise die elektrische Verbindung herzustellen und zu den anderen Magneten 16 mit Sicherheit zu unterbrechen ist. wodurch sichergestellt ist, daß jeweils nur ein Arbeitszylinder des Krans gleichzeitig betätigt wird.

Das Betätigungsmittel 22 besitzt schließlich noch eine dritte Handhabe 32, die in der Art eines Tot-Mann-Schalters ausgebildet ist. Wird dieser Schalter betätigt, d. h- wird der in F i g. 4 erkennbare Knopf gedrückt, so ist auch die zweite Handhabe 28 wirksam /u betätigen. Wird der Schaltknopf der dritten Handhabe 32 losgelassen, so wird die Welle 3 selbsttätig in ihre in F i g. 1 mit ausgezogenen Linien eingezeichnete Ausgangsstellung zurückbewegt.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung ist wie folgt: Jeder Arbeitszylinder bzw. jeder Ventilschieber 2 eines dem jeweiligen Arbeitszylinder zugeordneten Ventils kann durch Betätigen eines Schalthebels 33, der eine Verlängerung des einen Parallellenkers 12 darstellt betätigt werden. Hierbei ist die Fernsteuerung als solche außer Betrieb.

Soll dagegen ein Arbeitszylinder mittels der Fernsteuerung bedient werden, so wird an dem Schaltknopf 27 die elektrische Verbindung zu dem Elektromagneten 18 hergestellt wodurch dieser erregt wird und den ihm zugeordneten Kupplungsbolzen 17 gegen die Kraft der Feder 19 in die entsprechende Ausnehmung 21 der Welle 3 einführt Damit ist die betreffende Kupplung 16 mit der Welle 3 formschlüssig verbunden.

Nunmehr kann mittels der zweiten Handhabe 28 die Welle 3 durch den Antrieb 6,7,8 in Links- oder Rechtsdrehung versetzt werden, wobei die Drehung so lange erfolgt, bis der mittels der zweiten Handhabe 28 vorgegebene Sollwert mit dem durch das Potentiometer 26 angezeigten Istwert übereinstimmt In dieser Stellung bleibt die Welle 3 stehen. Dabei hat sie das Parallelgestänge 11 entweder um einen Winkel 23 oder einen Winkel 24 verschwenkt der einem bestimmten Verstellweg des Ventilschiebers 2 des zugehörigen Ventils 1 entspricht welches seinerseits die Arbeitsgeschwindigkeit des zugehörigen Arbeitszylinders vorgibt Während der Betätigung des Betätigungsmittels 22 wird stets die dritte Handhabe 32 betätigt Wird dieser Tot-Mann-Schalter losgelassen, so dreht sich die Welle selbsttätig in ihre Ausgangsstellung zurück, was sowohl in eingekuppeltem Zustand als auch in ausgekuppeltem Zustand erfolgen kann.

Auf diese Weise können nacheinander sämtliche — im vorgegebenen Fall sechs — Ventile 1 und damit die den Ventilen 1 zugeordneten Arbeitszylinder betätigt

werden.

Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung besteht darin, daß diese ohne weiteres in kürzester Weise auch an bereits vorhandene Hydraulikkrane angeschlossen werden kann, ohne daß es eines Austausches des Hydrauliksystems bedarf. Weiterhin von Vorteil ist der Umstand, daß die Bedienungsperson

durch das als kleinen Griffschalter ausgebildete Betätigungsmittel 22 und die von diesem zum Kran führende elektrische und damit außerordentlich dünne und flexible Verbindungsleitung 34 praktisch nicht behindert ist. tun weiterer Vorteil liegt darin, daß eine Betätigung der Schalthebel 33 mühelos möglich ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

$09 547/109

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur wahlweisen Fern- oder Nahsteuerung der jeweils mit einem hydraulischen Ventil verbundenen Arbeitszylinder eines hydraulisch betätigten Krans, insbesondere eines Mobilkrans, bei der jedes Ventil wahlweise von einem transportablen Betätigungsmittel aus über eine auf ein Verstellmittel einwirkende Verbindungsleitung fernsteuerbar ist, und bei der die Ventile zur Nahsteuerung jeweils mittels eines Verstellhebels unmittelbar von Hand steuerbar sind, wobei die Ventile jeweils nach einem Verstellvorgang durch eic Rückstellmittel selbsttätig in ihre neutrale Ausgangsstellung zurückgestellt werden, dadurch gekennzeichne 1, daß zum wahlweisen Fernsteuern der Ventile (1) ein Verstellmittel (16,3,11) mit einer von einem reversierbaren Elektromotor (6, 7) angetriebenen, gemeinsamen Welle (3) vorgesehen ist, daß die Welle (3) jeweils über ein einem jeden Ventil (1) zugeordnetes Gestänge (11) mit dem Steuerorgan (2) des betreffenden Ventils (1) verbindbar und jeweils über eine von dem transportablen Betätigungsmittel (22) aus elektrisch betätigte Kupplung (16, 17, 18, 19) wahlweise an das betreffende Gestänge (11) ankuppelbar ist. und daß in an sich bekannter Weise der jeweils erreichte Istwert der Verstellung des Steuerorgans (2) für das betreffende Ventil (1) mit einem an einem Sollwertgeber einstellbaren Sollwert selbsttätig verglichen wird und die an das Gestänge (U) angekuppelte Welle (3) bis zum Erreichen des Sollwertes der Verstellung selbsttätig gedreht wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein einem jeden Ventil (I) zugeordnetes Gestänge (11) als Parallelgestänge (13, 14, 12) ausgebildet ist, wobei jeweils der freie Endabschnitt des einen Parallellenkers (13) an der Kupplung (16) Tür das betreffende Ventil (1) angreift und der frc'e Endabschnitt des anderen Parallellenkers (12) mit dem Steuerorgan (2) des betreffenden Ventils (1) verbunden ist.

3. Einrichtung nach einem oder beiden der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungen (16) jeweils einen Kupplungsbolzen (17) aufweisen, der in ausgekuppeltem Zustand von einer Feder (19) im Abstand zur Welle (3) gehalten ist, und der in eingekuppeltem Zustand gegen die Kraft der Feder (19) von einem durch das Betätigungsmittel (22) zu betätigenden Elektromagneten (18) in eine dem betreffenden Ventil (1) zugeordnete, quer zur Längsachse der Welle (3) verlaufende Bohrung (21) :n der Welle (3) eingeführt ibt.

4. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das transportable Betätigungsmittel (22) als Ein-Hand-Schalter ausgebildet ist, mit dem bei Betätigen einer ersten Handhabe (27) eines elektrischen Mehrwegschalters die elektrische Verbindung zu der Kupplung (16) des fernzusteuernden Ventils (1) für den angewählten Arbeitszylinder herstellbar und die Kupplung (16) einkuppelbar ist, der eine zweite Handhabe (28) zum Einstellen des dem Verstellweg des betreffenden Steuerorgans (2) entsprechenden Sollwertes am Sollwertgeber aufweist, und der mit einer dritten Handhabe (32) in der Art eines an sich bekannten Tot-Mann-Schalters vcrse hen ist, wobei die zweite Handhabe (28) nur be gleichzeitiger Betätigung der dritten Handhabe (32 betätigbar ist und bei Nichtbetätigung der drittel Handhabe (32) die Welle (3) selbsttätig in ihre neu trale Ausgangsstellung (F i g. 1) zurückkehrt.