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Dokumentenidentifikation DE60014008T2 08.09.2005
EP-Veröffentlichungsnummer 0001103512
Titel Verstellbarer Kranausleger mit selbsttätiger Gewichtsausgleichsvorrichtung
Anmelder S.M.I.S. Societe Mecanique Industrie Systemes, Perpignan, FR
Erfinder Montgon, Alexis, 66000 Perpignan, FR;
Montgon, Denis, 66140 Canet en Roussillon, FR
Vertreter Müller Schupfner, 80336 München
DE-Aktenzeichen 60014008
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE, TR
Sprache des Dokument FR
EP-Anmeldetag 23.11.2000
EP-Aktenzeichen 004032744
EP-Offenlegungsdatum 30.05.2001
EP date of grant 22.09.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 08.09.2005
IPC-Hauptklasse B66C 23/72

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft Kräne mit Auslegern mit gelenkigen oder teleskopischen Armen zum Anheben oder zum Befördern von Lasten mit dem Greifer, dem Baggergreifer, der Fußwinde oder dem Haken. Sie betrifft insbesondere eine Vorrichtung, die eine automatische Gleichgewichtsherstellung des Auslegers solcher Kräne in Abhängigkeit von der Variation der Reichweite des Auslegers gewährleistet.

Mit kennt Kräne dieses Typs, bei welchen der Ausleger allgemein an den Turm angelenkt und mit einem Gegengewicht "mit variabler Geometrie" ausgestattet ist, das an einem Hebelarm angebracht ist, der im hinteren Teil des Auslegers in Abhängigkeit von der Position des Hilfsarms des Auslegers ausgefahren wird. In diesem Fall dient das Gegengewicht nur dazu, das Kippmoment um einen festen Wert zu reduzieren, und ohne Ausgleich in Abhängigkeit von der Reichweite des Auslegers.

Um zu gewährleisten, daß die Gleichgewichtsherstellung automatisch erfolgt, schlägt das Dokument EP-A-O 033 060 vor, den Hilfsarm und das Gegengewicht durch eine starre Schubstange mechanisch zu verbinden, wodurch ein verformbares Parallelogramm bestimmt ist. Zum gleichen Zweck wurde auch durch das Dokument EP-A-O 110 786 ein System aus hydraulischen Hubzylindern vorgeschlagen, die untereinander verbunden sind und gleichzeitig den Hilfsarm und das Gegengewicht betätigen.

Die oben erwähnten Systeme zur Gleichgewichtsherstellung der Elemente des Auslegers haben sich als effizient erwiesen, aber da sie variable Hebelarme aufweisen, besitzen sie den Nachteil, daß das zur Gleichgewichtsherstellung der Elemente des Auslegers erforderliche Moment nicht konstant ist, sondern je nach der Erhöhung der Reichweite des Auslegers abnimmt, woraus sich eine beträchtliche Erhöhung der zum Anheben der Last erforderlichen Leistung ergibt. Diese bekannten Vorrichtungen besitzen auch den Nachteil, daß eben aufgrund ihrer Konzeption die Kinematik der Bewegungen des Auslegers begrenzt ist. Schließlich wird das System durch das Gewicht der Verbindungsschubstange (bei der Vorrichtung aus dem Dokument EP-A-O 033 060) wie durch das Gewicht des Hubzylinders des Hilfsarms (bei der Vorrichtung aus dem Dokument EP-A-O 110 786) bestraft.

Aus dem Dokument US Nr. 4,252,162 kennt man einen Ladearm, der zum Transport von Produkten wie Erdölprodukten zwischen zwei Zisternen oder Tanks bestimmt ist. Dieser Ladearm weist ein inneres Rohr auf, das von einem Träger mit Steuerhubzylinder gehalten wird, der die Position des inneren Rohrs bezüglich des Trägers variieren läßt, ein äußeres Rohr, das an ein Ende des inneren Rohrs angelenkt ist, und einen Träger zur Gleichgewichtsherstellung, der an das andere Ende des inneren Rohrs angelenkt ist. Eine Verbindung durch Rollen und Kabel ist zwischen dem äußeren Rohr und dem Träger zur Gleichgewichtsherstellung realisiert, wobei auch die Position dieser beiden Elemente verbunden ist. Ein Steuerhubzylinder für das äußere Rohr wird von dem inneren Rohr gehalten, und die Stange dieses Hubzylinders ist mit dem Träger zur Gleichgewichtsherstellung gekuppelt, um die Position des äußeren Rohrs zu steuern.

Die Vorrichtung aus dem Dokument US Nr. 4,252,162 hat also in keinster Weise die gleiche Aufgabe wie die Vorrichtung nach der Erfindung, da es sich um einen Ladearm für eine Flüssigkeit handelt, d.h. eine gelenkige Rohrleitung, die zum Transport einer Flüssigkeit zwischen zwei Tanks bestimmt ist und demnach nicht schweren Lasten unterworfen ist, und nicht um einen Kranausleger, dessen Rolle dagegen darin besteht, schwere Lasten anzuheben und zu verschieben.

Ferner ist nach dem Dokument US Nr. 4,252,162 die Stange des Steuerhubzylinders für das äußere Rohr derart mit dem Träger zur Gleichgewichtsherstellung gekuppelt, daß man also bei der Steuerung der Position des äußeren Rohrs eine Variation des Hebelarms hat, wodurch verhindert wird, daß man ein konstantes Moment hat, wobei man gezwungen ist, einen Steuerhubzylinder mit stärkerer Leistung zu verwenden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, die oben erwähnten Nachteile der bekannten Vorrichtungen zu umgehen, und sie schlägt vor, den Kranausleger mit einer Vorrichtung zur Gleichgewichtsherstellung auszustatten, wodurch abgesehen von einer hohen Effizienz und einem reduzierten Gewicht die Anwesenheit von variablen Hebelarmen sowie die Nachteile unterdrückt werden, die sie auf Höhe der zum Anheben des Hilfsarms erforderlichen Leistung mit sich bringen, und wodurch die Kinematik der Bewegungen des Auslegers verbessert wird.

Dazu ist der Kranausleger mit variabler Reichweite nach der Erfindung von dem Typ, der einen Hauptarm, der schwenkbar an einem Stützturm angebracht ist, einen Hilfsarm, der den Hauptarm verlängert, indem er an dessen vorderes Ende angelenkt ist, ein Gegengewicht, das an einem Schwinghebel befestigt ist, der an das hintere Ende des Hauptarms angelenkt ist, und Verbindungsmittel zwischen dem Hilfsarm und dem Schwinghebel des Gegengewichts aufweist, um zu jedem Zeitpunkt eine totale oder teilweise Gleichgewichtsherstellung für den Ausleger zu realisieren. Er ist dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel ein erstes Rollensystem aufweisen, das in Drehung am vorderen Ende des Hauptarms angebracht und drehfest mit dem angrenzenden Ende des Hilfsarms verbunden ist, ein zweites Rollensystem, das in Drehung an dem hinteren Ende des Hauptarms angebracht und drehfest mit dem angrenzenden Ende des Schwinghebels verbunden ist, ein elastisches Verbindungsglied, das einen Punkt des ersten Rollensystems mit einem Punkt des zweiten Rollensystems verbindet, und ein Steuermittel für die Verschiebung des elastischen Verbindungsgliedes, welches die gleichzeitige Verschwenkung des Hilfsarms und des Schwinghebels gewährleistet, um die Reichweite des Auslegers zu verändern, wobei die Gleichgewichtsherstellung für diesen gewährleistet ist, wobei das Steuermittel von dem Hauptarm getragen wird und mit dem elastischen Verbindungsglied gekuppelt ist, um einen konstanten Hebelarm zu erhalten, indem das zur Herstellung des Gleichgewichts nötige Drehmoment konstant gehalten wird.

Vorteilhaft verlängert sich das vordere Ende des Hauptarms durch zwei parallele, beabstandete Arme, zwischen denen das hintere Ende des Hilfsarms angeordnet ist, wobei das hintere Ende an jeder seiner gegenüberliegenden seitlichen Flächen mit einer Rillenrolle fest verbunden ist, wobei die durch das hintere Ende des Hilfsarms und durch die Rollen gebildete Einheit um eine Gelenkachse schwenkt, die in Öffnungen gegenüber der parallelen Arme über Laufzapfen rotiert.

Auf ähnliche Weise weist der mit dem Gegengewicht fest verbundene Schwinghebel nach vorne zwei parallele Arme auf, die zwischen ihnen einen Raum für das hintere Ende des Hauptarms vorsehen, wobei die Arme jeweils mit einer Rillenrolle fest verbunden sind und die durch die Arme und die Rillenrollen gebildete Einheit in einer Queröffnung des hinteren Endes des Hauptarms über Laufzapfen rotiert.

An jeder Seite des Hauptarms des Auslegers verbindet ein elastisches Kabel die vordere Rolle mit der hinteren Rolle, wobei dieses Kabel an einem Punkt der vorderen Rolle und an einem Punkt der hinteren Rolle befestigt ist. So zieht die Verschiebung der beiden elastischen Kabel die Drehung der Rollen in einer gleichen Richtung nach sich, wobei mit einem konstanten Hebelarm das Anheben des Hilfsarms und das gleichzeitige Kippen des Gegengewichts hervorgerufen wird, während Verschiebung dieser elastischen Kabel in der anderen Richtung die Drehung der vier Rollen in der umgekehrten Richtung nach sich zieht, wobei ebenfalls mit einem konstanten Hebelarm das Kippen des Hilfsarms und das gleichzeitige Anheben des Gegengewichts hervorgerufen wird.

Vorteilhaft ist die Steuerung der Verschiebung der elastischen Kabel durch einen einzigen hydraulischen Hubzylinder gewährleistet, dessen Zylinder an den Hauptarm des Auslegers angelenkt ist und dessen Stange mit einem Querverbindungsorgan fest verbunden ist, das an jedem Ende an einem Punkt jedes der beiden elastischen Kabel befestigt ist. Der Hubzylinder ist doppelwirkend und einem Hydraulikfluidverteiler mit drei Positionen zugeordnet, der eine zentrale Position, welche die beiden Kammern des Hubzylinders von der hydraulischen Pumpe und von dem Fluidtank isoliert, und zwei seitliche Positionen aufweist, welche die eine oder die andere der Kammern des Hubzylinders mit der hydraulischen Pumpe und der zum Tank gehörenden Kammer verbinden, wobei selektiv das Ausfahren oder das Einziehen der Stange des Hubzylinders gesteuert wird.

Im folgenden wird zum guten Verständnis der Erfindung beispielhaft und ohne einschränkenden Charakter eine bevorzugte Ausführungsform unter Bezug auf die beigefügte schematische Zeichnung beschrieben; darin zeigen:

1 eine Seitenansicht eines Kranauslegers mit gelenkigen Armen, der mit einer Einrichtung zur automatischen Gleichgewichtsherstellung nach der Erfindung ausgestattet ist; und

2 eine Draufsicht des Kranauslegers von 1.

Unter Bezug auf die Zeichnung wurden bei 1 der Sockel des Krans, bei 2 der diesen Sockel überragende Schwenkturm und bei 3 der Hauptarm des Auslegers dargestellt, der etwa in seinem hinteren Ende an den Scheitel des Turms 2 um eine horizontale Achse 4 angelenkt ist, damit er unter der Steuerung eines hydraulischen Hubzylinders 5 in einer vertikalen Ebene schwenken kann.

An das vordere Ende des Hauptarms 3 ist um eine horizontale Achse 6 ein Hilfsarm 7 angelenkt, von welchem das vordere Ende ein Greifmittel hält, das bei dem dargestellten Beispiel durch einen Baggergreifer 8 gebildet ist.

In 2 ist zu sehen, daß das vordere Ende des Hauptarms 3 zu diesem Zweck zwei beabstandete parallele, axiale Zweige 3', 3" aufweist, die von gegenüberliegenden Löchern durchsetzt sind, in welchen die horizontale Quergelenkachse 6 über Laufzapfen rotiert. Die gegenüberliegenden seitlichen Flächen des hinteren Endes des Hilfsarms 7 sind jeweils mit einer Rillenrolle 10', 10" fest verbunden, und die von dem Hilfsarm 7 und den Rollen 10', 10" gebildete Einheit wird von der Achse 6 durchquert.

An das hintere Ende des Hauptarms 3 ist um eine horizontale Querachse 12 ein Schwinghebel mit parallelen Armen 13', 13" angelenkt, die beiderseits des Hauptarms 3 angeordnet sind und ein Gegengewicht 14 halten.

Jeder Arm 13', 13" des Schwinghebels hat eine innere Seite, die mit einer Rillenrolle 28, 28" fest verbunden ist, und die Gelenkachse 12 rotiert über Laufzapfen in Löchern gegenüber des Hauptarms und der durch jeden Schwinghebelarm 13', 13" und die zugehörige Rillenrolle 28', 28" gebildeten Einheit.

Die Rillenrollen 10', 28' einerseits und 10", 28" andererseits sind in der Verlängerung voneinander, und an jedem dieser Paare von Rollen 10'28', 10"28" ist ein elastisches Endloskabel 27' bzw. 27" angeordnet. Jedes elastische Kabel 27', 27" weist bei 9 eine Befestigung an der entsprechenden vorderen Rolle 10', 10" und bei 30 an der entsprechenden hinteren Rolle 28', 28" auf, so daß die Rollen 10', 28' und 10", 28" untereinander verbunden sind.

Ein doppelwirkender hydraulischer Hubzylinder 16 ist mittels einer Gelenkgabel 17 über dem Hauptarm 3 befestigt, und seine Stange 15 ist über einen Querverbindungsstab 32 an den elastischen Kabeln 27', 27" an Punkten 31' bzw. 31" befestigt.

In 1 ist das System zur hydraulischen Versorgung des Hubzylinders 16 schematisch dargestellt. Dieses System weist einen Tank 18 für Hydraulikfluid, eine mit dem Tank 18 verbundene Hydraulikpumpe 19 und einen Hydraulikverteiler 20 mit drei Positionen auf. An dem Verteiler 20 münden einerseits eine mit der Pumpe 19 verbundene Druckleitung 21 und eine mit dem Tank 18 verbundene Rückleitung 22 und andererseits eine Leitung 23, die mit der Kammer 24 des Hubzylinders 16 mit vollem Querschnitt verbunden ist, und eine Leitung 25, die mit der Kammer 26 des Hubzylinders 16 mit ringförmigem Querschnitt verbunden ist.

Durch Betätigung eines nicht dargestellten Steuerorgans kann der Verteiler 20 die drei folgenden unterschiedlichen Positionen einnehmen:

  • – eine in der Zeichnung dargestellte zentrale Position, in welcher die Leitungen 23 und 25, die an dem Hubzylinder 16 münden, von der Fluidversorgung und dem Tank isoliert sind;
  • – eine Position, welche dem linken Teil des Schemas des Verteilers 20 von 1 entspricht und in welcher die zu der Kammer 24 des Hubzylinders 16 führende Leitung 23 mit der Pumpe 19 verbunden ist und die zu der Kammer 26 des Hubzylinders 16 führende Leitung 25 mit dem Tank 18 verbunden ist;
  • – eine Position, welche dem rechten Teil des Schemas des Verteilers 20 von 1 entspricht und in welcher umgekehrt die Kammer 24 des Hubzylinders 16 mit dem Tank 18 verbunden ist und die Kammer 26 des Hubzylinders 16 mit der Versorgungspumpe 19 verbunden ist.

Nun wird die Betriebsweise der Vorrichtung nach der Erfindung beschrieben. Da sich der Kran in der ausgeglichenen Position von 1 befindet, bringt der Bediener dann, wenn er die Reichweite des Auslegers ausdehnen will, den Verteiler 20 in die Position, die dem linken Teil seines Schemas von 1 entspricht, d.h. er versorgt die Kammer 24 des Hubzylinders 16 mit unter Druck stehendem Fluid, wobei das Ausfahren der Stange 15 hervorgerufen wird, die an den Kabeln 27, 27" bei 31', 31" befestigt ist und eine Zugkraft auf diese Kabel ausübt, um sie mit Blick auf 1 von links nach rechts zu verschieben. Da die Kabel 27', 27" bei 9 an den Rollen 10', 10" und bei 30', 30" an den Rollen 28', 28" befestigt sind, bringt ihre Verschiebung die Drehung der Rollen 10', 10" und 28', 28" im Uhrzeigersinn mit sich, was gleichzeitig zum Anheben des Hilfsarms 7 und zum Kippen des Gegengewichts 14 führt. Da der Wert des Gegengewichts 14 in Abhängigkeit von dem Eigengewicht der Elemente des Auslegers und des Baggergreifers 8 sowie in Abhängigkeit von dem Durchmesser der Rollen 10, 10' und 28, 28' berechnet ist, befindet sich der Ausleger also ständig an der durch den Sockel 1 und den Turm 2 gebildeten Einheit im Gleichgewicht. Wenn die gewünschte Ausdehnungsposition des Auslegers erreicht ist, bringt der Bediener den Verteiler wieder in seine zentrale Position, indem er die Stange 15 des Hubzylinders fixiert, und die Operationen des Anhebens und Absenkens der Last werden von dem Hubzylinder 5 gewährleistet.

Wenn der Bediener umgekehrt beschließt, die Reichweite des Auslegers zu verkürzen, bringt er den Verteiler 20 in Position rechts in seinem Schema von 1, d.h. er versorgt die ringförmige Kammer des Hubzylinders 16 mit unter Druck stehendem Fluid. Durch ihre Einziehbewegung verschiebt die Stange des Hubzylinders 15 die Kabel 27', 27" in 1 nach links, die durch ihre Verbindungspunkte 9 und 20', 30" die Rollen 10', 10" und 28', 28" in Drehung gegen den Uhrzeigersinn antreiben. Daraus ergibt sich ein Kippen des Hilfsarms 7 und ein gleichzeitiges Anheben des Gegengewichts 14, wodurch die automatische Gleichgewichtsherstellung für den Ausleger gewährleistet ist.

Man wird verstehen, daß die obige Beschreibung einfach beispielhaft und nicht einschränkend gegeben wurde, und daß daran Beifügungen oder konstruktive Änderungen vorgenommen werden können, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung nach der Definition in den Ansprüchen zu verlassen.


Anspruch[de]
  1. Kranausleger mit variabler Reichweite, welcher einen Hauptarm (3), der schwenkbar an einem Stützturm (1) angebracht ist, einen Hilfsarm (7), der den Hauptarm (3) verlängert, indem er an dessen vorderes Ende angelenkt ist, ein Gegengewicht (14), das an einem Schwinghebel (13) befestigt ist, der an das hintere Ende des Hauptarms (3) angelenkt ist, und Verbindungsmittel zwischen dem Hilfsarm (7) und dem Schwinghebel des Gegengewichts (14) aufweist, um zu jedem Zeitpunkt eine totale oder teilweise Gleichgewichtsherstellung für den Ausleger zu realisieren, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel ein erstes Rollensystem (10', 10") aufweisen, das in Drehung am vorderen Ende des Hauptarms (3) angebracht und drehfest mit dem angrenzenden Ende des Hilfsarms (7) verbunden ist, ein zweites Rollensystem (28', 28"), das in Drehung an dem hinteren Ende des Hauptarms (3) angebracht und drehfest mit dem angrenzenden Ende des Schwinghebels (13) verbunden ist, ein elastisches Verbindungsglied (27', 27"), das einen Punkt (9) des ersten Rollensystems (10', 10") mit einem Punkt (30', 30") des zweiten Rollensystems (28', 28") verbindet, und ein Steuermittel (16, 20) für die Verschiebung des elastischen Verbindungsgliedes (27', 27"), welches die gleichzeitige Verschwenkung des Hilfsarms (7) und des Schwinghebels (13) gewährleistet, um die Reichweite des Auslegers zu verändern, wobei die Gleichgewichtsherstellung für diesen gewährleistet ist, wobei das Steuermittel (16) von dem Hauptarm (3) getragen wird und mit dem elastischen Verbindungsglied (27', 27") gekuppelt ist, um einen konstanten Hebelarm zu erhalten, indem das zur Herstellung des Gleichgewichts nötige Drehmoment konstant gehalten wird.
  2. Kranausleger mit variabler Reichweite nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das vordere Ende des Hauptarms (3) durch zwei parallele, beabstandete Arme (3', 3") verlängert, die zwischen ihnen einen Raum für das hintere Ende des Hilfsarms (7) vorsehen, wobei das hintere Ende von einer Gelenkachse (6) durchsetzt ist, die in Öffnungen gegenüber der Arme (3' , 3") über Lauf zapfen rotiert.
  3. Kranausleger mit variabler Reichweite nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede seitliche Fläche des hinteren Endes des Hilfsarms (7) mit einer Rillenrolle (10', 10") fest verbunden ist.
  4. Kranausleger mit variabler Reichweite nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Gegengewicht (14) fest verbundene Schwinghebel nach vorne zwei parallele Arme (13', 13") aufweist, die zwischen ihnen einen Raum für das hintere Ende des Hauptarms (3) vorsehen, wobei die Arme (13', 13") schwenkbar an einer Gelenkachse (12) angebracht sind, die in einer Queröffnung des hinteren Endes des Hauptarms (3) über Laufzapfen rotiert.
  5. Kranausleger mit variabler Reichweite nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die innere seitliche Fläche jedes der Arme (13', 13") mit einer Rillenrolle (28', 28") fest verbunden ist.
  6. Kranausleger mit variabler Reichweite nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Seite des Hauptarms (3) ein elastisches Kabel (27', 27") die vordere Rolle (10', 10") mit der hinteren Rolle (28', 28") verbindet, wobei das Kabel (27', 27") an einem Punkt (9) der vorderen Rolle (10', 10") und an einem Punkt (30', 30") der hinteren Rolle (28', 28") befestigt ist.
  7. Kranausleger mit variabler Reichweite nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Steuern der Verschiebung des elastischen Verbindungsglieds einen hydraulischen Hubzylinder (16) aufweist, dessen Zylinder an den Hauptarm (3) angelenkt ist und dessen Stange (15) mit einem Querverbindungsorgan fest verbunden ist, das an jedem Ende an einem Punkt (31', 31") jedes der beiden elastischen Kabel (27' , 27") befestigt ist.
  8. Kranausleger mit variabler Reichweite nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubzylinder (16) doppelwirkend ist und einem Hydraulikfluidverteiler (20) mit drei Positionen zugeordnet ist, der eine zentrale Position, welche die beiden Kammern (24, 26) des Hubzylinders (16) von der hydraulischen Pumpe (19) und von dem Tank (18) isoliert, und zwei seitliche Positionen aufweist, welche die eine oder die andere der Kammern des Hubzylinders (16) mit der hydraulischen Pumpe (19) und der zum Tank (18) gehörenden Kammer verbinden, wobei selektiv das Ausfahren oder das Einziehen der Stange (15) des Hubzylinders gesteuert wird.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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