DE2363261B2 - Einrichtung zur steuerung der bewegung der ausleger eines ersten und mindestens eines zweiten krans - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Steuerung der Bewegungen der Ausleger eines ersten und mindestens eines zweiten Krans, welche einander gegenüberliegend beiderseits einer Verladestrecke auf ortsfesten Sockeln montiert sind, so daß eine an jeweils zwei Kränen aufgehängte Last eine konstante, vorbestimmte Ausrichtung innerhalb dieser Verladestrecke unabhängig von den, dem ersten bzw. Steuerkran mitgeteilten Schwenk- und Hubbewegungen beibehält, mit einem Stellhebel, der mit dem Ausleger des zweiten bzw. Nachlaufkrans derart gekoppelt ist, daß die Stellung des Stellhebels die des Auslegers bestimmt.

Als Stand der Technik ist bereits eine Einrichtung zur Steuerung der Bewegung von lastenfördernden Geräten bekannt (DT-AS 10 82718). Diese Einrichtung arbeitet unter Verwendung eines verkleinerten Modells des zu steuernden Gerätes. Damit ist kein Nachlaufkran vorhanden, sondern lediglich ein Modell des zu steuernden Gerätes.

Zum Stand der Technik zählen weiterhin Einrichtungen zur Koordinierung der relativen Lage von im Zwillingsbetrieb arbeitenden Kränen (DT-OS 19 06 599, 31221).

Es ist bekannt, jeden der beiden gemeinsam gesteuerten Kräne mit einem Rechenverstärker auszustatten, um den erforderlichen Hubwinkel vorzuschreiben. Eines der Hebewerke besitzt einen weiteren Rechenverstärker für den Schwenkmechanismus, um diesen mit dem des anderen Kranes zu synchronisieren. Der Rechner bestimmt mathematisch die einzelnen Werte der Befehle oder komplementären Befehle für

die Hub- und Schwenkmechanismen, um schräge Belastungen zu vermeiden, welche die Stabilität der Kräne gefährden könnten.

Sollen andere Stellen der Verladestrecke bedient werden, so ist eine Verlagerung der Säulen der Kräne unbedingt erforderlich. Die Bewegungsbahn der Stückgüter ist für festgelegte Stellungen der Hebewerksupporte einheitlich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber, für die gemeinsame Steuerung von im Zwillingsbetrieb arbeitenden Dreh-Wipp-Kränen ein einfacher aufgebautes Rechengetriebe anzugeben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der mit dem Ausleger des zweiten Krans gekoppelte Stellhebel über mechanische Vorrichtungen mit einem dem Ausleger des ersten bzw. Steuerkrans gekoppelten Stellhebel verbunden ist, daß über die mechanischen Vorrichtungen die vom Ausleger des zweiten Krans einzunehmende Stellung abhängig von der jeweiligen Stellung des die Hub- und Schwenkbewegungen des ersten Krans nachbildenden, mit dessen Auslegern gekoppelten Stellhebels bestimmbar und dem mit dem Ausleger des zweiten Krans gekoppelten Stellhebel mitteilbar ist.

Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß die Stellung der den Steuerkran nachbildenden Vorrichtung der den Nachlaufkran nachbildenden Vorrichtung mitgeteilt wird, wobei diese dann ihrerseits die Stellung dieses Nachlaufkrans bestimmt. Hierdurch wird eine einwandfreie und exakte Zusammenwirkung zwischen beiden Kränen erzielt.

Die Bewegungsbahn der Last läßt sich ohne Komplikation eines durch einen auch ungeschultcn Kranführer gesteuerten Manövers verändern. Die langsamen Annäherungs- und Rangiergeschwindigkeiten lassen sich nach Wunsch des Kranführers bestimmen. Die Höchstgeschwindigkeiten jeden Krans werden selbsttätig über eine Sicherheitsvorrichtung festgelegt.

Die Anordnung zur Bestimmung der Hubwinkcl und der Schwenkwinkcl der Ausleger ist dieselbe. Diese Anordnung ist platzsparend, kompakt und in einem Gehäuse nach außen gegen die Umwelt abgeschlossen. Sie besteht aus mechanischen Elementen, die keinerlei Wartung bedürfen und ermöglicht außerdem auch das Arbeiten des einen Krans unabhängig vom anderen Kran. Damit gestattet sie zahlreiche vorteilhafte Koppelungskombinntioncn verschiedener, am linde von oder zwischen aufeinanderfolgender Vcrladcstreckcn angeordneter Kräne.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen nilher beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine schcmaüschc Seitenansicht der beiden Kräne,

PIg. 2 eine schcmatischc Draufsicht auf die beiden Kräne,

Fig.3 eine schemntische Seitenunsicht eines Krans mit einer Vorrichtung zur horizontalen Verlagerung der Last unabhängig von der Hubbewegung,

F i g. 4 einen vertikalen Schnitt durch die mechanische Steuereinrichtung der annähernd in einer libenc verschwenkburcn beiden Stcllhcbet, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

F i g, 5 eine schematische Seitenansicht Her holden Hebel,

Fig.5a eine schcmatischc Draufsicht auf die beiden Hebel,

F i g. 6 einen Schnitt durch einen Teil der Gleitplatte nach A-A in F ig. 4,

F i g. 7 einen Ausschnitt aus der Antriebsvorrichtung für die Hub- und Schwenkbewegung des Steuerhebels,

Fig.8 einen horizontalen Schnitt durch die beiden Hebel nach Linie C-Cin F i g. 4,

F i g. 9 einen Schnitt nach Linie D-D in F i g. 4 durch den Hubantrieb des Steuerhebels und den vom Nachlaufhebel ausgehenden Hubantrieb des Nachlaufkrans,

F i g. 10 eine schematische Draufsicht auf die Verladestrecke,

F i g. 11 ein Schema der über die beiden Hebel erfolgenden Steuerung der Kräne,

Fig. 12 eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen mechanischen Vorrichtung zur Bestimmung der Schwenkbewegungen,

F i g. 13 eine schematische Draufsicht auf die schwenkenden Hebel,

Fig. 14 eine Draufsicht auf diese Vorrichtung mit schräggestellten Hebeln,

F i g. 15 einen Aufriß der Vorrichtung,

F i g. 16 einen Schnitt nach A-A in F i g. 15.

F i g. 1 zeigt schematisch zwei ortsfeste Kräne G\ und C?2· Gi ist der Führungs- oder Steuerkran, und einzig dieser wird vom Kranführer bedient. Gz ist der Nachlaufkran, der automatisch über die erfindungsgemäße Einrichtung gesteuert wird. Die beiden Hebewerke sind zu beiden Seiten, z. B. eines SchiffsraurviS 4, angeordnet. Der Steuerkran ist um die vertikale Achse x-x' seiner Säule schwenkbar. Sein Ausleger hebt und senkt sich um einen etwa auf x-x' gelegenen Punkt 5. Gleiches gilt für den Nachlaufkran Gj. Die beiden Ausleger erstrecken sich entgegengesetzt zueinander. Ihre horizontalen Schwenkwinkel «i und <x₂ (F i g. 2) sind miteinander gekoppelt und sind zu beiden Seiten der die Schwenkmittelpunkte verbindenden Geraden 5-6 veränderlich. Unabhängig vom Schwcnkwinkel bewahren die vertikalen Projektionen 7 und 8 der freien Enden 9 und 10 der Ausleger It und 12 der beiden Kräne stets den gleichen Zwischenabstand d, wobei der Geradcnabschnitt 7-8 immer parallel zur Linie 5-6 verläuft. Um dies abhängig von dem vom Steuerkran vorgegebenen Schwcnkwinkel <x\ und Hubwinkcl ß\ zu erreichen, erhält der Nachlaufkran G₂ Befehl, einen Schwenkwinkcl on und Hubwinkcl ß₂ einzunehmen. Eigentlich können sich die Ausleger im allgemeinen nicht tiefer ills bis in die Stellungen ll/i und 12« absenken. Die Hubwinkcl werden daher allgemein mit /Ji' und /V (Fig. 1) bezeichnet. Der Gcradenabschnitt 7-8 besteht entweder aus einer Traverse 13 oder einer beliebigen Lust, welche un zwei Punkten 14 und 15 aufgehängt werden.

Bei Hubbewegung jedes der Auslegers verlagert sich die Traverse horizontal, wobei die Seilrolle 16 unbeweglich bleibt. Dies wird durch eine bekannte Geometrie der Umlcnkstcllcn erreicht, wie sie in FIIg. 3 dargestellt Ist. Diese bereits bekannte Anordnung wird hier nicht beschrieben. Es ist jedoch festzuhalten, daß bei angehobener Stellung eine selbsttätig auf die Drehung der Winde 16 wirkende Korrektur gewisse Höhcnabwclchungen des Punktes 14 ausgleicht. Die Traverse 13 kunn sich daher stets parallel zu sich selbst in einem in FI g. 10 gezeigten Bereich 17 verlagern.

Die erfindungsgemäße Einrichtung Ist In einem in der Fahrerkabine 3 des Steuerkrans Gi montierten Uchäuse 18 untergebracht (Fig.4). Dieses Gehäuse weist eine abgedichtete Abdeckung 19 und eine abgedichtete

Grundplatte 20 auf. Es ist mit der auf ihrem festen Sockel um die Achse 22 drehbaren Säule 21 des Krans Gi verbunden und daher unbeschränkt um diese Achse drehbar.

Das Gehäuse ist über zwei Stützen 23 befestigt, welche auf einer fest mit der Säule 21 über zwei ineinandereingreifende Zahnkränze 25 und 26 verbundenen Plattform 24 montiert sind. Zwischen diesen beiden Zahnkränzen greift ein feststehender Flansch 27 ein, welcher fest mit einem einstückig mit dem unbeweglichen Sockel des Krans d ausgebildeten Rohr 28 verbunden ist. Im Inneren dieses Rohrs 28 verlaufen die elektrischen Verbindungskabel 29 zwischen den beiden Hebewerken (Steuerkran und Nachlaufkran) und enden an Drehkontakten 30. Im übrigen entsprechen diese Verbindungsleitungen der mit L im später zu beschreibenden elektrischen Schema nach Fig. 11 bezeichneten Partie.

Die Zahnkränze 25 und 26 sind also um den Flansch 27 drehbar. Ein weiterer Flansch 31 ist zwischen dem Flansch 27 und dem Kranz 25 angeordnet und sitzt gleitend auf einer Welle 32, welche er über eine verschiebbare Keilverbindung 33 antreibt. Dieser Flansch läßt sich entweder mit dem Kranz 25 oder mit dem Flansch 27 durch Betätigung eines Elcktromagneten 34 verbinden.

Die Berührungsflächen sind mit Reibbelag versehen, so daß sich je nach Wunsch der Flansch 31 entweder von der sich (über 25) drehenden Säule 21 mitgenommen oder (über 27) festgehalten werden kann. Durch diese Anordnung ergibt sich also eine ferngesteuerte ausrückbare Kupplung der Welle 32. Sobald sie durch den Flansch 27 festgehalten wird, erfolgt Drehung des Gehäuses 18 gegenüber einer stehengebliebenen Welle 35, welche sich durch die Bodenplatte 20 des Gehäuses über ein abgedichtetes Lager 36 erstreckt.

Die konzentrischen Wellen 35 und 32 sind miteinander über Kurbelzapfen 37 und 38 und eine Stütze 39 verbunden. Die Welle 35 ist an ihrem oberen Ende starr an einem Teil 40 befestigt, welches dann gegenüber dem Gehäuse 18 unbeweglich ist. F i g. 7 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt hiervon. In diesem Teil 40 ist eine horizontale Welle 41 gelagert, auf welcher ein Hebel 42, der sog. Steuerhebel der mechanischen Steuervorrichtung, sitzt.

Die relative Bewegung zwischen dem Gehlluse und dem Stellhcbel stellt in umgekehrter Richtung die veränderliche Schwenkslellung des Auslegcns gegenüber dem Erdboden dar.

Die Hubbewegung des Slcllhebels 42 erfolgt mittels einer Muffe 43, die nn ihren beiden Enden mit je einer Rundzuhnstange 44 verschen ist und uuf der Welle 35 durch ein in die Zahnstange eingreifendes Ritzel 45 verschiebbar ist. Das Ritzel 45 sitzt uuf einer Welle 46, welche in einem fest mit dem Gehlluse verbundenen Teil 47 gelagert ist. Die Welle 46 ist über Gestänge mit der llubbewegung des Stcuerkruns verbunden. Wie aus Tig.7 ersichtlich, drehen sich die Ritzel 45 und 48 synchron und lassen den Stcllhübcl 42 eine Senk- ader Hubbewegung identisch der des Stcuerkrunauslegers besehreiben. Der Antrieb der Welle 46 ist in Kig,9 dargestellt. Die Verlängerung 46« der Welle 46 sitzt frei in einer fest mit dem Gehlluse verbundenen Platte 49. Ein auf 46/f verschiebbar uufgckeiltcr Flansch 50 ermöglicht emweder Antrieb über Jen (sich je mich Hubbewegung drehenden) Flunsch 51 oder Arretierung an der Platte 49, und zwar mittels eines Elektromagneten 32. der das Ein· und Ausrücken steuert. Diese

Anordnung ist entsprechend der vorstehend für die Übertragung der Schwenkbewegung beschriebenen Anordnung ausgebildet. Wenn 51 und 52 miteinander verbunden sind, ist das schematisch dargestellte, den Flansch 51 mit dem Steuerkranausleger verbindende Gestänge 53 derart angeordnet, daß die Drehung der Welle 46 exakt der der Anlenkung des Steuerkranauslegers an seiner Säule gleicht und in gleicher Richtung wie diese erfolgt. Die Hubbewegung des Hebels 42 gleicht also der Hubbewegung des Steuerkranauslegers.

Wie aus F i g. 4 ersichtlich, endet der Stellhebel 42 des Steuerkrans mit einem Gelenk 54 in einem Gleitstück 55, welches frei, aber ohne Schlupf auf einer der beiden vertikalen Führungen 56 und 57 läuft. Dieses Gleitstück ist mit einem Ansatz ausgebildet, in welchem die Bohrung für den Gelenkzapfen des Hebels vorgesehen ist. Die Muffe gleitet kugelgelagert auf der zylindrischen Führung. Die beiden vertikalen Führungen sind in einer Gleitplatte 58 montiert, welche mit einer Laufkatze bei einem kleinen Laufkran vergleichbar ist. Die Gleitplatte 58 ist in einer sich auf entgegengesetzten Seiten des Gehäuses angeordneten Führungsbahnen 60 parallel verschiebbaren Brücke 59 gleitbar. Fig.6 zeigt einen Querschnitt durch diese Gleitanordnung der Platte 58, auf welcher zwei zusätzliche Verstrebungen 57a und 576 befestigt sind. Die Gleitplatte 58 ist daher horizontal in jeder Richtung verschiebbar, wobei die vertikalen Achsen der zylindrischen Führungen 56 und 57 stets in paralleler Ebene gehalten werden. Der Stellhebel 42 schreibt der Gleitplatte durch seine Hubbewegung und seine relative Schwenkbewegung (gegenüber dem Gehäuse) über das Gleitstück 55 eine genau bestimmte Stellung vor. Das Gleitstück nimmt auf seiner Führung 56 eine beliebige Höhe ein. Auch auf der anderen Führung 57 ist ein Gleitstück 61 entsprechend dem ersten angeordnet und bei 62 an einem zweiten Stellhcbel, dem sog. Nachlaufhcbcl 63 angclcnkt. Dieser folgt also den Bewegungen des Steuerhebels mit verschiedener Schwenk- und Hubbewegung, wie sie ihm durch die Führungen 56 und 57 vorgeschrieben werden. Er ist vertikal um eine Achse 64 schwenkbar, welche horizontal in einem Teil 65 gelagert ist, das gegenüber einem fest mit dem Gehäuse 18 verbundenen Auflager 66 drehbar ist.

Die relative Drehbewegung des Teils 65 gegenüber der Bodenplatte 20 gibt in umgekehrter Richtung den Wert der vom Nachlaufkran zu beschreibenden Schwenkbewegung an. Die Drehung der Achse 64 abhängig von dem auf den Hebel 63 übertragenen Winkel /// (Hubbewegung) wird der Achse 67 über dieselbe Vorrichtung mitgeteilt, wie sie vorstehend im Zusammenhang mit dem Steuerhebel beschrieben wurde (Ritzel und auf einer senkrechten Welle 68 glcitbarc Rundzahnstungc), Die Drehung der Achse 67 steuert die Hebe· oder Senkbewegung des Nachlaufkrunauslcgcrs bis zum vorgeschriebenen Hubwinkel /i/. Die Übertrugung der Bewegungen erfolgt über eine mit einem Potentiometer 70 (Fig.9) in Verbindung stehende Welle 69. Das Potentiometer gehört zu der motorbetriebenen Hubsteuereinrichtung des Nuehluufkrans, Außerdem betreibt die Welle 68 (F i g. 4) auch ein Potentiometer 7t, welches zu der motorbetriobenen Schwcnkstcucreinrichtung des Nnchlaufkruns gehört.

In der schematischen Durstellung In Tig.S und Su (Seitenansicht und Draufsicht) der vorstehend beschriebenen Anordnung stellt der Abschnitt PS die Entfernung zwischen den beiden Schwcnkmlttelpunktcn der Kräne dar (Uezugszelchen 3 und 6 in l^; i g. I und 2). Die

beiden fiktiven Hebel 72 (PT)und 73 (SV)in dem Aufriß nach F i g. 5 sind stets parallel zu und gleich dem Steuerhebel 42 bzw. Nachlaufhebel 63!. Hubbewegung und Schwenkbewegung sind daher für 42 und 72 bzw. 63 und 73 gleich. Der Abstand zwischen den horizontalen Projektionen der Köpfe T und V der fiktiven Hebel beträgt stets d(Entfernung zwischen Führungen 56 und 57). Alle Hebellängen stellen natürlich im selben Maßstab die Länge der Ausleger dar. Man erhält daher die erfindungsgemäß gewünschten Resultate, wenn:

a) die Abstände f und j gleich sind. Die fest mit den Gleitstücken verbundenen ösenansätze werden dementsprechend ausgebildet. Eine geringfügige Abweichung ist jedoch ohne Auswirkung auf das gewünschte Resultat zulässig;

b) die Ausleger der Kräne und die jeweils zugeordneten Hebel 42 und 63 die gleiche Hubstellung aufweisen;

c) die Ausleger der Kräne jeweils umgekehrte Schwenkstellungen gegenüber den Hebeln 42 und 63 aufweisen. Diese Umkehrung ergibt sich durch Symmetrie zur Linie PS (Fig.5a). Sie ist sehr einfach durchzuführen und in der Steuerkette wieder umzusetzen. Die Schwenkstellungen der Hebel werden in ihrem relativen Wert zur Bodenplatte 20 des Gehäuses berechnet.

Um die Voraussetzungen b) und c) zu erfüllen, müssen die Steuerungen bei entsprechenden Korrekturen gut miteinander gekoppelt werden. Das veranschaulichende Schema nach Fig. 11 zeigt in seiner Mitte den Steuerhebel 42 und seinen Antrieb durch die Kranorgane über die Kupplungen 34 und 52. Anders als in den übrigen Figuren ist hier der Nachlaufhebel linker Hand und der Steuerhebel 42 rechter Hand angeordnet. Der Steuerhebel ist mit zwei Steuerpotentiometern ausgestattet (74 - Hubbewegung; 75 - Schwenkbewegung). Über seine Potentiometer 70 (Hubbewegung) und 71 (Schwenkbewegung) liefert der Nachlaufhebel Informationen, die bei 76 und 77 mit von den mit den entsprechenden Servomechanismeri verbundenen Potentiometern 78 und 79 gelieferten Informationen verglichen werden. Die Schaltglieder 80 und 81 stellen einen über die von der Schwenk- und Hubbewegungsgeschwindigkeit des Auslegers hergeleitete Information gesteuerten Motorantrieb dar. Bei 82 und 83 liiüt sich der Geber einer Rampenfunktion (oder Steuerkurve) vorsehen, welche die aufeinanderfolgenden Steuermanover vorschreibt. Sobald dio Geschwindigkeit der einen oder anderen Bewegung beim Nachlaufkran ungewöhnlich ansteigt (z. B. wenn der Steuorkran abrupt in Hochstellung gebrucht wird), wird von 84 ein Signal abgegeber., ehe die durch das als Bezug dienende Potentiometer P bestimmte Höchstgeschwindigkeitsgrenze erreicht ist. (Die Elemente E sind Vergleicher, deren Ausgungszustand abhltngt von der Unterschiedsrichtung zwischen den Spannungen U₁, und dem Geschwindigkeitsbezug LA*) In den Punkten zur Summenbildung 83 oder 85a wird dann ein Befehl zur Verlangsamung der einen oder anderen Bewegung des Steuerkrans gebildet. Dieser Befehl entsteht durch Überlagerung mit dem bereits gegebenen Befehl der gemeinsamen Steuereinrichtung 86 für die Schwenk- und Hubbewegung, und zwur für beide einander gegenüberliegende Krline. 87 und 88 sind Thyristor-Steuervorrichtungen. 89 und 90 sind Rampenfunktionsglieder zur Dampfung der Bewegungsmanöver.

Die Hebebewegungen der Lasthaken sind ebenfalls über eine Hubsteuervorrichtung 91 mittels Steuerkur·

ven und Thyristorsteuerungen 92 und 93 synchronisiert. Außerdem wird bei 94 eine Korrekturvorrichtung für die horizontale Verlagerung der Last wirksam, sobald der Hubwinkel sehr groß ist (bei sich der Vertikalen näherndem Ausleger).

Für gegebene Auslegerlängen genügt es, bei einem gegebenen festen Abstand zwischen den Kränen lediglich die die Führungen 56 und 57 (Abstand d) tragende Gleitplatte einfach auszutauschen, wenn man eine Traverse anderer Länge verwendet. Wenn ein oder die Ausleger der Kräne ausgewechselt werden, braucht man andererseits lediglich den oder die Hebel der Vorrichtung durch Hebel proportionaler Länge zu ersetzen.

Durch Einwirkung auf die Übertragung der Schwenk- und Hubbewegung durch Betätigung der Elektromagneten 34 und 52 in der Führerkabine kann man gegenüber dem Gehäuse 18 die beiden Stellhebel der Vorrichtung festsetzen, und der Steuerkran läßt sich dann allein und unabhängig vom anderen Kran, der dann unbeweglich bleibt, steuern.

Die beschriebene Vorrichtung ist einfach und läßt sich von einem einzigen Kranführer bedienen, der nicht geschult zu sein braucht. Die Verladestrecke ist leicht bedienbar, und auch die Unterhaltskosten sind gering.

Allerdings müssen die mechanischen Schlupfspiele sehr gering sein, was eine sorgfältige Ausführung erfordert. Um Nebenwirkungen wie Verklemmen zwischen dem Steuerhebel und dem Nachlaufhebel zu verhindern, ist feinste Gleitreibung erforderlich, die durch so^rgfältig zu montierende Spezialteile erreichbar ist, was wiederholte Herstellung oder Serienherstellung erschwert. Außerdem erfordert eine solche Anordnung, daß die mechanische Synchronisiervorrichtung (Antrieb des Steuerhebels durch den Steuerkran) in der Säule des Steuerkrans angeordnet wird nahe dessen Hub- und Schwenkbewegungen. Dies bringt eine wenig gedrängte Bauweise und relativ geringe Zugänglichkeil.

Das nachstehend beschriebene Ausführungsbeispiel nach Fig. 12 bis Ib ist eine weiterhin verbesserte Ausführung. Es vermeidet ein Verklemmen zwischen den beiden Stellhebeln unter Verwendung einer mechanischen Vorrichtung, welche sich lediglich auf die horizontalen Projektionen der Kranausleger bezieht, d. h. die Schwenkbewegungen. Die Schlupfspiele werden auf einfachste Weise durch einfache Spielverringcrungsvorriehtungen beseitigt. Die Angaben über die Hubwinkel oder über die Lungen der horizontalen Projektionen des Auslegers sind automatisch erhaltlich über die leicht zu errechnenden Kosinuswerte von ^i und β* Das Verhältnis der Projektionslange zur AuslegerlUnge ergibt stets den Wert von cos ^ und damit von ßj. Ebenso ergibt der Wert von ß\ stets die Länge der horizontalen Auslegerprojektion. Aus diesem Grund sind die beiden entsprechenden Rechnereinheiten sehr einfach. Sie sind als handelsübliche Artike erhältlich, d.h., man ersetzt einen großen Teil vor Systemen mit komplizierten mathematischen Lösungen durch eine einfache mechanische Vorrichtung, wobei dit beiden elementuren Recheneinheiten beibehalten wer den, um die kinematischen Komplikationen einer relr mechanischen Lösungsform auszuschließen.

Damit IUQt sich eine Ersparnis in den Herstellungsko sten und gedrängte Bauweise erzielen. Die Behebung ddr Schlupfspiele und Begrenzung der sich bei einen völlig elektronischen System ergebenden Ungenau!« keiten (insbesondere Ansprechzeit) verbessern du GesamtprUzision.

<f

Dieses Ausführungsbeispiel wird anhand der Fig. 12 bis 16 beschrieben. Die feststehenden Teile dieses Mechanismus bestehen aus zwei Lagerbuchsen 101 und

102 (F ig. 15 und 16), die miteinander über eine Traverse

103 verbunden sind, welche den Wert ihres Achsabstan- s des £ bestimmt. Diese Anordnung wird vervollständigt durch Füße 104, welche in genügendem Abstand über Verbindungsstücke 105 verstrebt sind, so daß das sich dadurch ergebende Gerüst stabil und starr ist. An diesem Gerüst sind zwei Tafeln 106 und 107 befestigt, ,₀ die durch eine Strebe 108 miteinander verbunden sind und den Motor 109 mit seinem Zahnritzel 110 tragen. Die Welle dieses Motors und damit die Welle 111 der Vorrichtung wird derart in Drehung versetzt, daß sie, abgesehen vom Übersetzungsverhältnis, die Winkelbewegungen der Schwenkachse des Steuerkrans exakt wiedergibt. In anderen Worten, die Welle 111 der Vorrichtung ist elektrisch mit der Schwenkachse Mi des Steuerkrans G\ (Fig. 1) präzise synchronisiert. Zwischen dieser Achse M\ und dem Motor 109 sind alle _:o erforderlichen elektrischen Organe, einschließlich der Leistungsverstärker, angeordnet. Zum Beispiel werden nach bekanntem Verfahren ständig die Winkelabweichungen der Welle des Motors 109 und der Schwenkachse des Steuerkrans G\ mittels der von beiden Drehpotentiometern (109a für Motor 109) gelieferten Angaben verglichen. Die elektrische Schaltungsanordnung ist an sich bekannt im Aufbau und braucht in den Zeichnungen nicht näher dargestellt zu werden.

In den Buchsen 101 und 102 sitzen jeweils zwei Lager, in welchem die senkrechte Welle 111 bzw. die senkrechte Welle 112 drehbar ist. An ihrem unteren Ende trägt die Welle 111 ein Zahnrad 113, welches über das Ritzel 110 des vorstehend beschriebenen Motors

109 anircibbar ist. Ist also das Übersetzungsverhältnis vs

110 - 113 richtig gewählt, dann dreht sich die senkrechte Welle 111 um ihre Achse a-b wie die die Schwenkbewegung des Steuerkrans um x-x' steuernde Welle, Ein horizontaler Schwenktisch 114 ist am oberen EmIe der Welle 111 fest verrastet und folgt deren Drehung. Auf |o diesem Tisch ist eine kugolgelagerle Glcitanordnung vorgesehen, bestehend aus einem mit dem Tisch verschraubten feststehenden Teil 115 und einem als Stcllschiene ausgebildeten Stcllhebel 116. Auf dieser Schiene ist eine Zahnstange 117 ausgebildet, welche mit .|s einem auf der Welle 119 eines Motors 120 sitzenden Ritzel 118 in Eingriff steht. Der Motor 120 ist über einen Support 121 un dem um die vertikale Achse ti-b schwenkbaren Tisch 114 befestigt. Ein von der Welle 119 getriebenes Drehpotentioineter 122 ist auf einem v> anderen fest mit dem Tisch 114 verbundenen Support 123 angeordnet.

Die beschriebene Gesamtunordnung ist mit dem Schwenktisch 114 um die vertikale Achse a-b drehbar. Sie folgt den Schwenkbcwcgungcn des Steuerkrans Οι. ss

Die Drehung des Motors 120 und damit des Ritzels 118 ist direkt proportional zum Kosinus des Hubwinkcls ß\ des Stcucrkruns Gi und damit der Abmessung K\ (horizontale Projektion des Auslegers des Steuerkrans Öi) In F i g. 2. Diese Beziehung zwischen dem leicht am («> Kran Gi zu ermüdenden Winkel ß\ und der Drehung des Motors 120 ist über einen an sich bekunntcn Umwandler erhältlich, der die Wlnkclwertc in Kosinuswerte

umwimdet.t, die dann in «jliif ..Hoktrische Spannung

umgesetzt werden, welche sUlnJlg mit der von dem (mit fts Motor 120 gekoppelten) Potentiometer 122 gegebenen Spannung verglichen wird. Dies« bckumite Vorrichtung ist in den Zeichnungen nicht näher durgestellt. Osoll ein Punkt am Ende der Schiene 116 und a der Drehpunkt dieser Stellschiene sein. Die Originalbewegung und die Untersetzungen verhalten sich so, daß K\ und k\ (Fig. 12 bis 14) stets proportional bleiben: K\ = n ■ k\.

Eine Anordnung identischer Teile ist am oberen Ende der Welle 112 montiert und um die vertikale Achse c-d (Fig. 15) schwenkbar. Der horizontale Schwenktisch 124 trägt eine Gleitvorrichtung mit auf dem Tisch aufgeschraubten Teil 125 und einen als Stellschiene ausgebildeten Stellhebel 126. Die an der Schiene 126 befestigte Zahnstange 127 treibt ein Ritzel 128 an. Auf der Welle 129 des Ritzels 128 sitzt ein Drehpotentiometer 130 (in Fig. 15 gestrichelt dargestellt), welches am Tisch 124 über einen Support 124a befestigt ist. Dieses Potentiometer, das der Welle 129 gleichzeitig als Lagerung dient, liefert dem Motor R₂ für die Hubbewegung des Nachlaufkrans (über eine nachstehend erklärte Vorrichtung) die Informationen über die Bewegung der Zahnstange 127 und damit der Stellschiene 126. Letztere wird von der anderen Schiene 116 mitgenommen, und zwar über einen veitikalen Gelenkzapfen 131 mit einer Achse O-O', welcher sich durch die beiden überlagernden Enden der Schienen 116 und 126 erstreckt. Aus Fig. 14 ist ersichtlich, wie sich diese in derselben horizontalen Ebene verschieben, wobei die Schiene 116 die Schiene 126 mitnimmt.

Wie klar ersichtlich, muß der Schwenktisch 124 mit der darauf gelagerten Schiene 126 frei um die Achse c-d drehbar sein, um den Drehbewegungen «ι der Schiene 116 um a-b folgen zu können. Seine Drehung «_> wird von dem von der senkrechten Welle 112 getiiebenen Drehpotentiometer 132 aufgezeichnet. Ein auf der Welle des Potentiometers 132 sitzendes Zahnritzel 133 greift in ein Zahnrad 134 ein und gewährleistet diesen Antrieb. Das Potentiometer ist auf der Traverse 103 mittels Träger 135 und Montageplatte 136 befestigt. Es gibt die Informationen über den Wert des vom Nachlaufkran 6\> einzunehmenden Schwenkwinkels «> weiter und betätigt den Drehniolor M₂ dieses Kraus um die Achse y-y'.

Aus den in Fig. 13 und 2 schematisch dargestellten Voraussetzungen ergibt sich:

— Die veränderliche Entfernung ;/-o(Abmcssung k\) ist proportional zu K\ - /.1 cos ß\ (horizontale Projektion des Auslegers l.\ des Steuerkrans. Daher K\-n ■ k\(n — c— Konstante).

-- Der Abstand o-c(Abmessung fo) ist proportional zu K₂ (horizontale Projektion des Auslegers Li des Nachlaufkrans). Daher Ki- η ■ ki(n-c).

Aus Ki- Li cos ßi (Li«· erfolgt, dcQ

11 . f ti \

COs₁I₁ -■ · kJ <·).

I·! \ I·! J

Da die Abmessung ki über das die Verschiebung der Schiene 126 mit ihrer Zahnstange 127 bestimmende Potentiometer 130 bekannt ist, kann man den Wert von cos/?2 und damit von ßi leicht errechnen. Diese Umrechnung wird von einem Umwandler durchgeführt, welcher die Kosinuswerte in Winkelwcrte umsetzt mit

einem Korrekturkoeffizienten -r- Dieser Umwandler

ist wie mi sich bekannt aufgebaut und daher in den Zeichnungen nicht näher dargestellt. Die von ihm gelieferten Informationen betätigen über einen Verstärker den Motor R₂ für die I lubbewegung des Nachlauf-

krans, und zwar über cine üblich aufgebaute elektrische Schaltungsanordnung.

— Die Länge d der Traverse 13 ist von der Arbeitsweise dieser Synchronvorrichtung unabhän-

— Die Länge der Kranausleger kann unterschiedlich sein.

— Der Ausleger des Nachlaufkrans wird daher in Hub- und Schwenkbewegung von den entsprechenden Bewegungen des Steuerkrans gesteuert.

Das Potentiometer 122 kann mit einer Übersetzung 3 :1 gewählt werden, um die Informationsfeinheit zu erhöhen, d. h„ wenn der Motor 120 eine Umdrehung beschreibt, beschreibt das Potentiometer 122 drei Umdrehungen. Die Drehung der übrigen Potentiomeier kann ebenfalls höher übersetzt werden.

Um die Präzision noch weiterhin zu erhöhen, kann man eine oder mehrere Vorrichtungen zur Verminderung der Schlupfspiele in den aus Ritzel und Zahnrädern bestehenden Antriebsanordnungen vorsehen. Zum Beispiel ist in Fig. 15 der Support 136 des mit dem Potentiometer 132 verbundenen Ritzels 133 auf dem Träger 135 angelenkt. Eine Feder 137 zieht das Ritzel 133 zum Zahnkranz 134 und schließt damit Eingriffsspiele aus.

Am unteren Ende der senkrechten Welle Ul ist eine Steuerkurve 138(Fig. 16) vorgesehen, welche zwei mit Anschlagrollen versehene elektrische Unterbrecher 139 und 140 betätigt. Diese Kontakte bestimmen die Grenzstellungen des vom Motor 109 gesteuerten Schwenktisches 114. Der Schwenktisch trägt zwei seitliche Halterungen 141 und 142 für die zwei Mikrokontakte 143 und 144, deren Zusammenspiel mit den Anschlägen 145 und 146, welche am Ende der Stellschiene 116 vorgesehen sind, die Bewegungsbahn der Schiene begrenzt. Einer der Mikrokontakte bewirkt Verlangsamung, der andere befiehlt Stillstand. Gleiches gilt für die andere Stellschiene 126, welche Anschläge 147, !48 aufweist, die mit Kontakten 149 und 150 zusammenwirken. Der Mikrokontakt 151 stoppt über den Anschlag 152 (an der Schiene 126) die Verschiebung in die andere Richtung. Es läßt sich auch noch jegliche andere Art von Sicherheitsvorrichtungen zur Begrenzung der Bewegungen einbauen. Der in Fig. 14 schraffiert eingezeichnete Bereich zeigt die über die Anlenkung 131 bedienbare Fläche.

Gemäß einer abgewandelten Ausführungsform kann die feste Travel-;e 103 aus zwei gleitenden Teilen bestehen, die den unterschiedlichen Achsabständen der Kräne anpaßbar sind.

Hierzu 7 Hlatt Zeichnungen

Claims (24)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Steuerung der Bewegung der Ausleger eines ersten und mindestens eines zweiten s Krans, welche einander gegenüberliegend beiderseitig einer Verladestrecke auf ortsfesten Sockeln montiert sind, so daß an jeweils zwei Kränen aufgehängte Last eine konstante, vorbestimmte Ausrichtung innerhalb dieser Verladestrecke unabhängig von den dem ersten bzw. Steuerkran mitgeteilten Schwenk- und Hubbewegungen beibehält, mit einem Stellhebel, der mit dem Ausleger des zweiten bzw. Nachlaufkrans derart gekoppelt ist, daß die Stellung des Stellhebels die des Auslegers ii bestimmt, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Ausleger (12) des zweiten Krans (G₂) gekoppelte Stellhebel (63, 126) über mechanische Vorrichtungen mit einem mit dem Ausleger (1 J) des ersten bzw. Steuerkrans (Gi) gekoppelten Stellhebel (42, 116) verbunden ist, daß über die mechanischen Vorrichtungen die vom Ausleger (12) des zweiten Krans (G₂) einzunehmende Stellung abhängig von der jeweiligen Stellung des die Hub- und Schwenkbewegungen des ersten Krans (Gi) nachbildenden, mit dessen Auslegern (11) gekoppelten Stellhebels (42,116) bestimmbar und dem mit dem Ausleger (12) des zweiten Krans (G2) gekoppelten Stellhebel (63, 126) mitteilbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Stellhebel (42, 63) vertikal und horizontal schwenkbar in einem fest mit der Säule (21) des Steuerkrans (Gi) verbundenen Gehäuse (18) angeordnet sind, daß die beiden Stellhebel über zwei vertikale, parallele Führungen mit konstantem Abstand (56,57) mechanisch miteinander verbunden sind und daß die freien Enden beider Stellhebel (42, 63) jeweils auf einer der Führungen (56, 57) über angelenkte Gleitstücke (55,61) gleitbar sind.

3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Säule (21) des Steuerkrans (Gi) drehbar auf einem ortsfesten Sockel gelagert ist und daß die Schwenkachse des mit dem Ausleger des Steuerkrans gekoppelten Stellhebels (42) mit der Achse der Drehbewegung der Säule (21) auf ihrem Sockel ausgerichtet ist.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine elektromagnetische Kupplungsvorrichtung (26, 27, 31, 34) zur Begrenzung der Schwenkbewegung des mit dem Ausleger des ersten Krans gekoppelten Stellhebels (42) gegenüber dem Gehäuse (18) durch Festlegung dieses Stellhebels (42) gegenüber dem Sockel des Steuerkrans (Gi).

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Ausleger des Steuerkrans (Gi) gekoppelte Stellhebel (42) auf einer horizontalen Achse (41) sitzt, die in einem Teil (40) drehbar gelagert ist, welches am Ende einer sich durch das Gehäuse (18) erstreckenden und mit einem Element (31) der elektromagnetischen Kupplungsvorrichtung mechanisch verbundenen Welle (35) befestigt ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch Vorrichtungen für die Hubeinstellung des mit dem Ausleger des Steuerkrans fts gekoppelten Stellhebels (42) gegenüber der Bodenplatte (20) des Gehäuses (18) mit einem durch den Ausleger (11) des Steuerkrans (Gi) betätigbaren Gestänge, über welches eine sich durch die Wandung des Gehäuses (18) erstreckende horizontale Welle (46) antreibbar ist, welche drehbar in einem fest mit dem Gehäuse verbundenen Teil (47) gelagert ist und an ihrem Ende ein rnii einer ersten Rundzahnstange (44) am einen Ende einer gleitbar auf der Drehwelle (35) des Stellhebels sitzenden Muffe (43) eingreifbares Ritzel (45) trägt, wobei die Muffe an ihrem anderen Ende eine zweite Rundzahnstange (44) aufweist, welche mit einem am Ende der den ersten Stellhebel (42) tragenden Achse

(41) sitzenden Ritzel (48) eingreifbar ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikalen Führungen (56, 57) in einer Gleitplatte (58) gelagert sind, welche verschiebbar in einer Brücke (59) angeordnet ist, wobei die Brücke in zwei an vertikalen, gegenüberliegenden Wandungen des Gehäuses (18) ausgebildeten Gleitbahnen (60) verschiebbar ist.

8. Einrichtungen nach Anspruch 2 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die den ersten und den zweiten Stellhebel (42,63) auf den jeweiligen Führungen (56, 57) anlenkenden Gleitstücke (55, 61) jeweils ein horizontales Gelenk (54,62) aufweisen.

S. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Ausleger des Nachlaufkrans (G2) gekoppelte Stellhebel (S3) im Gehäuse (18) auf gleiche Weise wie der mit dem Ausleger des Steuerkrans (Gi) gekoppelte Stellhebel (42) gelagert ist, wobei die Hubbewegung des mit dem Ausleger des Nachlaufkrans gekoppelten Stellhebels (63) einer einen Servomechanismus für die Hubbewegung des Auslegers des Nachlaufkrans (G2) antreibenden horizontalen Welle (67) übertragbar ist und die Schwenkbewegung dieses Stei.hebels einer vertikalen Welle (68) übertragbar ist, über welche ein Servomechanismus für die Schwenkbewegung des Auslegers (12) des zweiten Krans (G2) antreibbar ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Ein- und Ausrückvorrichtung (25), welche mit der elektromagnetischen Kupplungsvorrichtung (26, 27, 31, 34) zur Bestimmung der Schwenkbewegung des mit dem Ausleger des Steuerkrans (Gi) gekoppelten Stellhebels (42) zusammenwirkt und durch welche die Drehwelle (35) dieses Stellhebels

(42) gegenüber dem Gehäuse (18) festsetzbar ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine außerhalb des Gehäuses (18) vorgesehene Anordnung (50, 51, 52) zum Ausrücken und Festhalten der Vorrichtung zur Hubbewegung des mit dem Ausleger (11) des Steuerkrans (Gi) gekoppelten Stellhebels (42).

12. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die die Bewegungen des Auslegers (12) des Nachlaufkrans, abhängig von den Bewegungen des mit diesem gekoppelten Stellhebels (63), steuernden Servomechanismen Steuervorrichtungen (80 bis 85,85a) einschließen, insbesondere zur automatischen Geschwindigkeitsbegrenzung der Auslegerbewegungen des ersten Krans (Gi) bei erreichtem Höchstwert der Bewegungsgeschwindigkeit des Auslegers (12) des zweiten Krans (G₂).

13. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Stellhebel (116,126) aus je einer Schiene bestehen, welche verschiebbar in fest mit einem ersten bzw. zweiten drehbar um eine vertikale Achse (11, 112) gelagerten Schwenk-

tisch (114, 124) verbundenen Gleitführungen (115, 125) angeordnet sind, wobei die Verschiebungsachse der Schienen (116, 126) sich durch die Drehachse (111, 112) des zugehörigen Schwenktisches (114, 124) erstreckt und wobei die zwischen den s Drehachsen (i 11,112) der Tische befindlichen Enden der Stellschienen (116, 126) miteinander über einen vertikalen Gelenkzapfen (131) verbunden sind, der die Enden der horizontalen Projektionen der Ausleger beider Kräne darstellt.

14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der erste horizontale Schwenktisch (Π4) über einen gesteuerten die winkeligen Schwenkbewegungen des ersten Krans (C₁) wiedergebenden Elektromotor (109) in Drehung versetzbar ist, wobei dl·.· Drehachse (111) des ersten Tisches (114) mit der Welle des Motors (109) über ein Getriebe (110,113) kuppelbar ist.

15. Einrichtung nach Anspruch 13 und 14, gekennzeichnet durch eine Anordnung zur Synchronisierung des Antriebsmotors (10*>, ) des ersten Schwenktisches (114) mit dem Motor (M\) für die Schwenkbewegung des ersten Krans (G\).

16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisiervorrichtung zwei Drehpotentiometer (122, 130) aufweist, wobei jedes Potentiometer (122, 130) mit der zugehöriger. Motorwelle (119,129) gekoppelt ist.

17. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Stellschiene (116) eine mit einem Ritzel (118) eingreifbare Zahnstange (117) aufweist, wobei das Ritzel auf der Welle eines ein Drehpotentiometer (112) betreibenden Elektromotors (120) sitzt, welcher elektrisch mit dem Elektromotor (R₁) für die Hubbewegung des Auslegers (11) des ersten Krans (Gi) gekoppelt ist.

18. Einrichtung nach Anspruch 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehung des Antriebsmotors (120) der der ersten Schiene (116) zugehörigen Zahnstange (117) in direktes Verhältnis zum Kosinus des Hubwinkels des Auslegers (11) des ersten Krans setzbar ist mittels eines Umwandlers, über welchen der Hubwinkelwert in seinen Kosinus umwandelbar und dieser in elektrischer Spannung umsetzbar ist, welche ständig mit der Spannung des mit dem Antriebsmotor (120) der Zahnstange (117) gekoppelten Potentiometers (122) vergleichbar ist, wobei die durch die Abstände zwischen der Anlenkachse (131) der Enden der ersten und zweiten Schiene (116,126) und den Drehachsen (111, 112) des ersten und zweiten Schwenktisches (114, 124) dargestellten Werte der horizontalen Projektionen der Ausleger (U, 12) beider Kräne (Gi, G₂) über die Drehung des Motors veränderbar sind.

19. Einrichtung nach Anspruch 13, 17 und 18, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite gleitbar auf dem zweiten mit den Bewegungen des Auslegers des zweiten Krans (G2) gekoppelten Schwenktisch (124) gelagerte Schiene (126) eine Zahnstange (127) aufweist, deren Verschiebung über ein Ritzel (128) mit einem Drehpotentiometer (130) zusammenwirkt, welches dem Motor (R₂) für die Hubbewegung des zweiten Krans (G₂) Information über die Verschiebung der Zahnstange (127) zuführt.

20. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch fis gekennzeichnet, daß die Drehachse (112) des zweiten Schwenktisches (124) über ein Getriebe (133, 134) mit der Achse eines Drehpotentiometers

(132) gekoppelt ist, welches mit dem die Schwenkbewegung des zweiten Krans (G₂) steuernden Motor (Mi) verbunden ist.

21. Einrichtung nach Anspruch 13—20, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Schienen (116,126) an ihren freien Enden zwei Anschläge (145, 146; 147, 148) am Ende der Bewtgungsbahn aufweist, welche mit zugehörigen Mikrokontakten (143,144; 149,150) zur begrenzung der Bewegungsbahn der ersten bzw. zweiten Schiene (116, 126) zusammenwirken, wobei durch den einen Mikrokontakt die Verlangsamung und durch den anderen Stillstand auslösbar ist.

22. Einrichtung nach Anspruch 13-21, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schiene (126) nahe dem mit der ersten Schiene (116) verbindenden Gelenkzapfen (131) einen Anschlag (152) aufweist, welcher mit einem Mikrokontakt (151) zum Stoppen der Verschiebung beider Schienen zusammenwirkt.

23. Einrichtung nach einem der Ansprüche 13- 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (111) des ersten Schwenktisches (114) eine zugehörige Steuerkurve (138) trägt, welche mit zwei Unterbrechern (139, 140) zur Begrenzung der Endstellungen des ersten Tisches (114) zusammenwirkt.

24. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 zur Steuerung der Bewegungen der Ausleger mehrerer Nachlaufkrane unabhängig voneinander, dadurch gekennzeichnet, daß die zu steuernden Kräne in gleichem Abstand zum ersten bzw. Steuerkran angeordnet sind und Ausleger gleicher Länge aufweisen.