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Dokumentenidentifikation DE69400711T2 13.02.1997
EP-Veröffentlichungsnummer 0721915
Titel Vorrichtung zum Ermitteln, wann ein Kranarm die höchstzulässige Last trägt
Anmelder Oil Control S.p.A., Mailand/Milano, IT
Erfinder Storci, Andrea, I-41100 Nonantola (MO), IT
Vertreter Witte, Weller, Gahlert, Otten & Steil, 70178 Stuttgart
DE-Aktenzeichen 69400711
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT, NL
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 14.12.1994
EP-Aktenzeichen 948305750
EP-Offenlegungsdatum 17.07.1996
EP date of grant 09.10.1996
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.02.1997
IPC-Hauptklasse B66C 23/90

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft insbesondere, aber nicht ausschließlich, eine Vorrichtung zum Blockieren der Bewegungen eines Krans, wenn eine Last auf dem besagten Arm einen Grenzlastwert erreicht.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Vorrichtung, enthaltend: a) ein Ausgleichsventil, an einer hydraulischen Förderleitung eines zweifachwirkenden Zylinders angeordnet, der zum Heben eines Kranarms mit einer ersten Kammer auf einer Grundseite des Zylinders versehen ist, und zum Absenken des Arms mit einer zweiten Kammer auf der Schaftseite des Zylinders versehen ist; b) eine erste Steuerleitung, in Verbindung stehend mit der ersten Kammer des Zylinders; c) eine zweite Steuerleitung, in Verbindung stehend mit der zweiten Kammer des Zylinders; d) einen Steuerkolben, der in einem Sitz verschiebbar beweglich ist und der ein erstes Ende und ein gegenüberliegendes zweites Ende aufweist, auf welche die Fluide der ersten und zweiten Steuerleitung eine gegensätzliche Wechselwirkung ausüben, der Steuerkolben in eine Sperrstellung gedrückt wird, in welcher er infolge der Wirkung des Fluids der ersten Steuerleitung einen Zylindersperrtrieb aktiviert; e) eine auf den Steuerkolben gegensätzlich zu der Wirkung des Fluids in der ersten Steuerleitung wirkende Feder.

Der Steuerkolben bewegt sich in die Sperrstellung, wenn die Kraft, die über das unter Druck stehende Fluid auf das erste Ende ausgeübt wird, die Federkraft überwindet, die der über das Fluid am zweiten Ende ausgeübten Kraft hinzugefügt ist. Bei korrektem Funktionieren der Vorrichtung muß die Differenz zwischen der Kraft, die über das unter Druck stehende Fluid am ersten Ende ausgeübt wird, und der Kraft, die über das Fluid an zweiten Ende ausgeübt wird, proportional zu der Traglast auf dem Arm sein. Wenn dies zutrifft, ist es ausreichend, die Feder auf einen Wert zu eichen, der proportional zu der Grenzlast auf dem Arm ist, und wenn eine solche Grenzlast erreicht ist, bewegt sich der Steuerkolben automatisch in eine Sperrstellung.

Bei solchen Vorrichtungen wird das obengenannte proportionale Verhältnis auch während der Absenkphase des Arms beibehalten; das heißt, wenn auf Grund der Notwendigkeit des Steuerns des Ausgleichsventils der Druck in der zweiten Kammer des Zylinders ansteigt und deshalb auch der Druck in der ersten Kammer entsprechend ansteigt. Der Anstieg des scheinbaren Drucks (das heißt, nicht eine Druckerhöhung aufgrund der Last auf dem Kran) in der ersten Kammer wird nicht nur dadurch kompensiert, daß das von der ersten Kammer kommende Drucksignal auf den Steuerkolben wirkt, sondern auch das von der zweiten Kammer über die zweite Steuerleitung kommende Gegendrucksignal entsprechend wirkt. Ohne diese Maßnahme würde während eines Absenkens des Arms die Kransteuerung sperren, und nicht aufgrund der erreichten Grenzlast.

Verschiedene Begrenzer dieser Art sind offenbart worden, bei welchen jedoch das Verhältnis zwischen den verschiedenen Bereichen der Zylinderkolbenoberflächen, auf denen das Fluid auf der Schaftseite und der Grundseite wirkt, exakt gleich zum Verhältnis zwischen den Oberflächenbereichen der beiden Enden des Steuerkolbens sein muß, auf den das Fluid wirkt. Wenn dies nicht zutrifft, kann kein einwandfrei proportionales Verhältnis einerseits zwischen der Differenz zwischen den zwei Kräften, die über das unter Druck stehende Fluid auf jedes Ende des Steuerkolbens ausgeübt werden, und andererseits der effektiven Traglast auf dem Arm.

Die Vorrichtung ist deshalb konstruktiv kompliziert und teuer, da sowohl der Steuerkolben als auch der Sitz nach höchsten Präzisionsgraden gefertigt werden müssen und darüber hinaus lediglich für einen Zylinder geeignet sind, der ein vorbestimmtes Größenverhältnis Schaft-Kolben aufweist.

Eine Lösung zu diesem Problem ist in dem Patent DE-A-1926236 beschrieben, bei der der Steuerkolben in der Tat der Kolben eines zweiten, kleinen Zylinders ist, und bei der ein Druckregler an der zweiten Steuerleitung vorgesehen ist und die Funktion hat, den Fluiddruck stromabwärts des Reglers auf einen maximalen, vorbestimmten Wert zu begrenzen, oder den Druck stromabwärts konstanter Quantität bezüglich dem Druck stromaufwärts herabzusetzen, unabhängig von Änderungen des letzteren. Dieser Druckregler dient zur Korrektur des Drucks in der zweiten Steuerleitung, da das Schaft/Kolben-Größenverhältnis im Fall des Antriebzylinders des Arms größer ist als in jenem des kleinen Antriebzylinders zum Sperren des Kranarms.

Diese Lösung löst auf jeden Fall nicht vollständig das Problem, weil die durch den Druckregler hervorgerufene Korrektur, gerade durch die Art und Weise, in welcher dieser wirkt, lediglich innerhalb eines beschränkten Druckbereiches in der zweiten Kammer wirksam ist. Wenn er sich langsam von diesem Bereich entfernt, ist die Differenz der durch das unter Druck stehende Fluid hervorgerufenen und auf die zwei gegenüberliegenden Seiten des kleinen Kolbens wirkenden Kräfte immer weniger proportional zu der Traglast des Arms.

Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Lösung zu dem oben beschriebenen Problem anzubieten und eine Vorrichtung vorzuschlagen, die konstruktiv einfach und wirksam ist, bei welcher die oben erwähnte Kraftdifferenz bei allen möglichen Ladezuständen und bei jedem Druckwert der zweiten Kammer stets proportional zu der Traglast auf dem Arm ist; und die einfach anpaßbar ist an Zylinder mit beliebigem Schaft/Kolben-Verhältnis.

Ein Vorteil der Erfindung ist, daß sie in praktischer Weise ohne irgendwelche besondere Abänderungen an bereits fertiggestellte Krane anbringbar ist.

Diese Aufgaben und Vorteile und noch weitere sind alle erreicht durch die Vorrichtung der Erfindung, wie sie in den beigefügten Ansprüchen gekennzeichnet ist, welche eine Dränageleitung aufweist, die in Verbindung mit einem Abfluß und mit dem zweiten Ende des Steuerkolbens steht, und wobei eine erste und eine zweite Öffnung, von denen jede einen vorbestimmten Durchmesserquerschnitt aufweist, an der zweiten Steuerleitung und an der Dränageleitung vorgesehen sind.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen eingehender aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung einer erfindungsgemäßen Ausführungsform hervor, in Form eines nicht einschränkenden Beispiels in der beigefügten Zeichnung dargestellt, in der Figur 1 schematisch die an einem Kran angebrachte Vorrichtung zeigt.

Unter Bezugnahme auf die Figur weist der Kran 1 einen Arm 2 auf.

Ein zweichfachwirkender Zylinder 3 ist mit einer ersten Kammer 3a auf der Zylindergrundseite versehen, wobei die erste Kammer 3a zum Anheben des Arms 2 vorgesehen ist, und ist weiterhin mit einer zweiten Kammer 3b auf der Schaftseite versehen, wobei die zweite Kammer 3b zum Absenken des Arms 2 vorgesehen ist.

Ein Ausgleichsventil 14 ist an einer hydraulischen Förderleitung 15 eines zweifachwirkenden Zylinders 3 angeordnet, wobei die hydraulische Förderleitung 15 eine Pumpe 16 und einen Verteiler 17 aufweist.

Die Vorrichtung enthält eine erste Steuerleitung 4, die mit der ersten Kammer 3a und einer zweiten Steuerleitung 5 in Verbindung steht, welche mit der zweiten Kammer 3b verbunden ist.

Die Vorrichtung weist weiterhin einen Steuerkolben 6 auf, der in einem Sitz 8 mit konstantem Querschnitt verschiebbar beweglich ist und der ein erstes Ende 6a und ein zweites Ende 6b aufweist, auf welche die Fluide jeweils der ersten und der zweiten Steuerleitung 4 und 5 eine gegensätzliche Wechselwirkung ausüben. Die Oberflächenbereiche der Enden 6a und 6b, auf welche die Fluide wirken, sind identisch.

Der Steuerkolben 6 wird aufgrund der Wirkung des Fluids aus der ersten Steuerleitung 4 in eine Sperrposition bewegt, in welcher er einen Sperrtrieb 7 aktiviert. In der dargestellten Ausführungsform regelt der Steuerkolben 6 die Verteilung des Durchflusses auf drei mit dem Sitz 8 verbundenen Rohrleitungen, wobei eine erste Rohrleitung T mit einem Abfluß 13 verbunden ist, eine zweite Rohrleitung S mit dem Hydrauliksperrtrieb 7 verbunden ist und eine dritte Rohrleitung P mit der ersten Kammer 3a des Zylinders verbunden ist. In der Sperrposition des Steuerkolbens 6 ist die zweite Rohrleitung S in Verbindung mit der dritten Rohrleitung P gebracht worden, um die Aktivierung des Sperrtriebs 7 zu ermöglichen.

Eine Feder 9 wirkt auf den Steuerkolben 6 gegensätzlich zu der Wirkung des Fluids der ersten Steuerleitung 4.

Die Vorrichtung enthält erfindungsgemäß eine Dränageleitung 10, die in Verbindung mit einem Abfluß 13 und mit dem zweiten Ende 6b des Steuerkolbens 6 steht.

Es sind eine erste und eine zweite Öffnung 11 und 12 vorgesehen, jede einen vorbestimmten Durchmesserquerschnitt aufweisend, die jeweils an der zweiten Steuerleitung 5 und an der Dränageleitung 10 angeordnet sind. Dank der zwei Öffnungen 11 und 12 liegt der auf das zweite Ende 6b wirkende Fluiddruck zwischen dem Außendruck des Abflusses 13 und dem Druck in der zweiten Kammer 3b. Der Wert dieses Zwischendrucks hängt von den Öffnungsguerschnitten ab. Die Öffnungen bewirken einen Ausfluß, durch welchen ein auf das zweite Ende 6b wirkender Druck stets proportional zum Druck in der zweiten Kammer 3b ist.

Erfindungsgemäß sind die Durchflußquerschnitte der Öffnungen 11 und 12 derart ausgebildet, daß ein Druckanstieg in der ersten Kammer 3a des Zylinders, der durch einen proportionalen Anstieg in der zweiten Kammer 3b hervorgerufen wird, aufgrund der Notwendigkeit, das Ausgleichsventil 14 während eines Absenkvorgangs des Arms zu steuern, einem identischen Druckanstieg des Fluids entspricht, das auf das zweite Ende 6b wirkt. Mit anderen Worten, die Öffnungen 11 und 12 sind derart ausgebildet, daß der auf das zweite Ende 6b wirkende Druck proportional zu dem Druck in der zweiten Kammer 3b ist in Übereinstimmung zum Verhältnis zwischen dem Bereich des Zylinderkolbens auf der Schaftseite und dem Bereich desselben Kolbens auf der Grundseite.

Durch die Erfindung kann einfach sichergestellt werden, daß die Differenz der gegensätzlichen Kräfte auf den Steuerkolben 6, aufgrund der auf die Enden 6a und 6b wirkenden Fluide, konstant proportional ist zu der Traglast auf dem Arm in allen möglichen Lastbedingungen und für alle Druckwerte in der zweiten Kammer. Bei Erreichen einer Grenzlast auf dem Arm 2 bewegt sich der Steuerkolben 6 automatisch in eine Sperrposition.

Ein Vorteil der Erfindung ist, daß sie auf einem einfachen Konzept beruht, nämlich dem eines Steuerkolbens und eines Sitzes, in welchem der besagte Steuerkolben gleitet.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß der Steuerkolben in einem Sitz konstantem Querschnitts gleitet mit nahezu unwesentlicher Reibung.

Die Vorrichtung kann vorteilhafterweise an Krane der bereits existierenden Art angebracht werden, wie auch immer das Größenverhältnis Schaft/Kolben des Zylinders sein mag. Wenn sich das Verhältnis ändert, ist es ausreichend, das Verhältnis zwischen den Durchgangsguerschnitten der Öffnungen 11 und 12 zu verändern, den Steuerkolben 6 unverändert lassend.


Anspruch[de]

1.Vorrichtung zum Ermitteln, wann ein Kranarm die höchstzulässige Last trägt, enthaltend:

ein Ausgleichsventil (14), an einer hydraulischen Förderleitung (45) eines zweifachwirkenden Zylinders (3) angeordnet, der zum Heben eines Kranarms mit einer ersten Kammer (3a) auf einer Grundseite des zweifachwirkenden Zylinders (3) versehen ist, und zum Absenken des Kranarms mit einer zweiten Kammer (3b) auf der Schaftseite des zweifachwirkenden Zylinders (3) versehen ist;

eine erste Steuerleitung (4), in Verbindung stehend mit der ersten Kammer (3a) des zweifachwirkenden Zylinders (3);

eine zweite Steuerleitung (5), in Verbindung stehend mit der zweiten Kammer (3b) des zweifachwirkenden Zylinders (3);

einen Steuerkolben (6), der in einem Sitz (8) verschiebbar beweglich ist und der ein erstes Ende (6a) und ein gegenüberliegendes zweites Ende (6b) aufweist, wobei Fluide der ersten Steuerleitung (4) und der zweiten Steuerleitung (5) auf das erste Ende (6a) und auf das zweite Ende (6b) eine gegensätzliche Wechselwirkung ausüben; der Steuerkolben (6) in eine Sperrstellung gedrückt wird, in welcher er einen Zylindersperrtrieb (7) aktiviert infolge einer Wirkung des Fluids der ersten Steuerleitung (4);

eine gegensätzlich zu der Wirkung des Fluids in der ersten Steuerleitüng (4) auf den Steuerkolben (6) wirkende Feder (9);

dadurch gekennzeichnet, daß:

sie weiterhin eine Dränageleitung (10) aufweist, die in Verbindung mit einem Abfluß (13) und mit dem zweiten Ende (6b) des Steuerkolbens (6) steht;

eine erste Öffnung (11) und eine zweite Öffnung (12) jeweils an der zweiten Steuerleitung (5) und an der Dränageleitung (10) vorgesehen sind, wobei jedes der ersten Öffnung (11) und zweiten Öffnung (12) einen vorbestimmten Durchmesserquerschnitt aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß:

das erste Ende (6a) und das zweite Ende (6b), auf welche die Fluide wirken, identische Oberflächenbereiche aufweisen; die erste Öffnung (11) und die zweite Öffnung (12) Durchflußquerschnitte aufweisen, die derart ausgebildet sind, daß ein Druckanstieg in der ersten Kammer (3a) des Zylinders, der durch einen proportionalen Anstieg in der zweiten Kammer (3b) zum Steuern des Ausgleichsventils (14) während einer Absenkphase des Kranarms (2) hervorgerufen wird, einer gleichen Druckerhöhung des auf das zweite Ende (6b) wirkenden Fluids entspricht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß:

der Steuerkolben (6) eine Verteilung einer Fluidflußrate auf drei mit dem Sitz (8) verbundenen Rohrleitungen regelt, wobei eine erste Rohrleitung (T) der drei Rohrleitungen mit dem Abfluß (13) verbunden ist, eine zweite Rohrleitung (5) der drei Rohrleitungen mit dem Hydrauliksperrtrieb (7) verbunden ist und eine dritte Rohrleitung (P) der drei Rohrleitungen mit der ersten Kammer (3a) des Zylinders verbunden ist;

wenn sich der Steuerkolben (6) in der Sperrstellung befindet, die besagte zweite Rohrleitung (3) mit der besagten dritten Rohrleitung (P) in Verbindung gebracht wird.







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