Vorrichtung zur Begrenzung des Lastmomentes von Kranen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrich- tung zur Begrenzung ides Lastmomentes von Kranen, :bei welcher nach Erreichen eines vorbestimmten Last momentes selbsttätig ein Sicherheitsschalter betätigt wird.
Mit ider Erfindung soll bezweckt wenden, die Funktionssicherheit solcher Sicherheitseinrichtungen zu erhöhen und ihren Aufbau zu vereinfachen. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, d,ass eine :die Belastung :
des Zugseiles feststellen* IXnaftmessein- richtung vorhanden ist, welche auf einen veränderli- chen erstens elektrischen Widerstand einwirkt, fer ner ein in Abhängigkeit der Laufkatzenstellung ver änderlicher zweiter .elektrischer Widerstand vorge sehen ist, welcher ,
zum Bersten Widerstand in Serie geschaltet und beide zusammen einen Zweig einer Brückenschaltung :
binden, wobei idie Widerstands werte so gewählt sind, dass bei überschreiten des m.a 'ürnal zulässigen auf idsen Kran wirkenden Last- momentes idie Brücke .abgeglichen ist und bei ab geglichener Brücke der Sicherheitsschalter ausschal- izt.
Dadurch :gelingt ses, eine weitgehende Anpassung der Betätigung :des Sicherheitsschalters :an :das je weilige Lastdiagramm eines Irans vorzunehmen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel ,des Erfindung sgegenstande:s ,dargestellt.
F.ig. 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Turmdrehkranes.
Fig. 2 ist eine Draufsicht .auf Iden Tran gemäss Fig. 1.
Fig. 3 ist ein Schaltschemader Vorrichtung.
Fig. 4 zeugt ein Lastdiagramm des Turmdrelx kranes.
Der Kran ,gemäss Iden Fig. 1 und 2 weist einen Turm 1 sowie einen Ausleger 2 ,auf. Ausleger und Turm ;sind um :
eine Plattform 3 herum gemeinsam schwenkbar. Am Ausleger ist eine .Laufkatze 4 vor handen,
idie in üblicher Weisse entlang des Auslegers in Horizontalrichtung verstellbar äst. Ein Lasthaken 5 äst an einem leine Schleife bildenden Zugseil 6 be- festigt und ragt von der Laufkatze 4 aus nach abwärts.
Das eine Zugseilende ist :am äusseren Auslegerende 7 festgemacht, und das landere Ende ist zu einer motorisch angetriiwbemen Sehtrommel 8 geführt.
Düse Laufkatze 4 ist in üblicher Weise auf horizontalen Schienen ibeweglichgeführt und wird von einer end- losen Klette oder einem ,Seil 10 verstellt.
Dieses Seil. 10 ist über ,zwei Seilrollen 9 geführt, die mit ,einem Elektromotor 11 verbunden sind, welcher so mit eine horizontale Verschiebung :
der Laufkatze 4 auf dem Ausleger 2 .bewirkt. Mit ider seinen Seil- rolle 9 ist ein Drehfeldgeber 12 verbunden, der sich somit in Abhängigkeit der Laufkatzenbewegung ver- sdreht. Das Zugseil 6 ist am äussern Ende ,des Aus legers 7 :
an einer l#',raftmessdose 13 befestigt, idie mit seinem in Abhängigkeit ider ,auftretenden Kranft veränderlichen elektrischen Widerstand irr Verbin- idung steht.
Die elektrischen 1Signale sowohl des Drehfeld gebers 1.2 als .auch idie Leitung, in welcher sich ider von ider Kraftmessdose veränderbare Widerstand befindet, werden in Idas Iranführerhaus 14 geführt, in welchem isich :auch :die nachfolgend beschriebene, elektrische Steuereinrichtung ibefindet.
Bei einem solchen Turmdrehkran müssen be sondere Vorkehrungen getroffen werden, (damit dieser bei einer zu grossen Last nicht umkippt. Die Maxi mallast ist dabei von der jeweils wirksamen Aus- legerlänge -also von ,der Lage :
der Laufkatze abhängig, d. h. bei einer geringen wirksamen Aus legerlänge kann eine grosse Last langgehoben werden, und umgekehrt, weshalb die -Sicherheits.emrichtuung auf das Produkt von Kraft mal Lastarm ansprechen muss.
In Fig. 3 ist das Schaltscheina (der elektrischen Einrichtung zur Betätigung :des Sicherheitsschalters dargestellt. Durch die Knaftmessdose 13 erfolgt eine Verstellung -des Potentionleters 15 in Abhängigkeit der angreifenden Kraft.
Dieser Potentiometer ist in einer Stromleitung 16 eingeschaltet. Derartige Kraftmessdosen mit lastabhängig veränderlichem el ktrischen Widerstand :
sind -an sich bekannt, wes halb diese hier nicht näher beschrieben wenden. Par- all-l zum Potentiom@eter 15 ist in der Leitung 16 fer ner ein Stufenschalter 18 eingeschaltet, der durch einen Drehfeldempfänger 17 verdreht wird.
Dieser Drehfeldempfänger 17 arbeitet mit Odem Drehfeld- geber 12 zus@amm@en, und zwar .in -dem .Sinne, -d;ass jeweils einer bestimmten Lage der Laufkatze 4 eine ganz bestimmte Lage des Schalters 18 zugeordnet ist. Die eine Endlage der Laufkatze entspricht dabei der einen Endstellung des Schalters 18, und die andere Endlage der Laufkatze entspricht (der anderen Endstellung des Schalters 18.
Zwischenstellungen der Laufkatze ergeben somit auch entsprechende Zwi- schenstollungen :des Schalters 18. Das Drehfeldsy- stem bewirkt somit eine synchrone Bewegung des Schalters 18, -bezogen auf eine von der Laufk.atzen- bewegung :abgeleitete Drehbewegung.
Je nach den vorhandenen Verhältnissen können auch BeweAgungs- untersetzungen vorhanden sein in dem Sinne, dass der Drehfeldgeber mehrere Umdrehungen :ausführt, wah rend der Schalter 18 nur eine proportionale Teil drehung macht.
Der Schalter 18 steht mit .seinem :beweglichen Schaltarm mit -einer Mehrzahl von feststehenden Kon takten 28 in Verbindung, an welche Widerstände 20 angeschlossen :sind. Wenn sich der Schalter 18 verdreht, werden (diese Widerstände nacheinander eingeschaltet. Diese progressiv abnehmenden Wider stände 20 liegen parallel zum Widerstand 15 und sind einstellbar.
Die Kontakte 28 bzw. der drehbare Schaltarm des Schalters 18 ist so rausgebildet, @dass beim Übergang von einem Kontakt zum nächsten eine kurze Überleppung stattfindet. :
Durch geeignete Wahl der Widerstände 20 ,kann mit starker An- näherung einer .beliebigen Lastmoment-Kurve ge- folgt werden.
Wie aus Fig. 3 hervorgeht, bilden die Widerstände 15 und 20 zusammen einen Zweig einer Wheatstonschen .Brücke 21, in der weiter die Widerstände <B>22,23</B> und 24 vorhanden sind. In der Brückendiagonalen 25 liegt ein Relais 26,
welches mit einem Schalter 27 zusammenwirkt. Dieser Schal ter 27 liegt .im Stromkreis eines Schaltschützen, der seinerseits den Motor der Seilwinde 8 -aus- bzw.
einschaltet. Das Relais 26 ist immer dann angezogen und der Schalter 27 geschlossen, wenn durch die Brückendiagonale :ein Strom fliesst, id. h. wenn die Brücke nicht .abgeglichen ist.
Die Widerstände 15, 20 -einerseits und 22 bis 24 anderseits sind gegen seitig so -aufeinander abgestimmt, @dass -dann ein ,Strom (durch :die Brückendiagonale 25 fliesst, wenn. :
das maximal zulässige auf den Kran wirkende Dreh- monent nichterreicht äst, womit Idas Relais 26 angezogen .und als Folge davon der Schalter 27 ,geschlossen bleibt.
Sobald jedoch das Produkt der Widerstandswerte .aus idem PoLntiometer 15 .und einem der Widerstände 20 einen solchen Wert an;- nimmt, @dass die Brücke abgeglichen ist, fliesst kein Strom mehr durch -die Brückendiagonale 25, und als Folge davon fällt -das Relais 26 ab uni bewirkt ,dadurch :eine öffnung :
des Schalters 27. Da das P.otenti@ometer 15 in direkter Abhängigkeit der am Haken 5 gangreifenden Last verstellt wird, und an derseits über das Drehfeldsystem 12, 17 (die mehr :
oder weniger weit ausgefahrene Lage der Laufkatze festgestellt wird, ergibt sich aus dem Produkt dieser beiden Widerstandswerte ein Gesamtwiderstand, der Odem Produkt aus Kraft mal Hebelarm entspricht und dadurch ein proportionales Mass für die grösste anzuhebende Last .bei .einer :gegebenen Laufkatzxn- lage ergiibt.
Das zulässige Lastd:iagranim verläuft bei den meisten Krananlagen nicht linear, :und zwar als Folge der unterschiedlichen Querschnittsbeffnessungen des Auslegers, sondern in Form einer Kurve c gemäss Fig. 4.
Auf der A#bsziisse B ist die Ausladung der Laufkatze bzw. die Angriffsstelle der Last in Metern aufgetragen. Auf Ader Ordinate ist -die Belastung in Tonnen raufgetragen. Die bisher üblichen Sicherheits- einrichtungen mit Endschaltern waren nur in der Lage, Kauf :ein einzig2s bestimmtes Drehmoment an zusprechen, welches in der Geraden D dargestellt ist.
Diese Gerade D weicht jedoch von der Kurve C @ab, weshalb Überlastungen und :damit Unfälle ent stehen konnten. An einem praktischen Beispiel er läutert, ist ,dies fol,genderm@assen: Bei einer Ausladung von 11,5 m ist :die zulässige Last 8 t, was somit ein Drehmoanent von 92 m/t ergibt. Bei einer Aus- ladung von 24m würde sich gemäss Gerade D eine Last von 3,8 t ergeben.
Die maximal zulässige Last bei einer Ausladung von 24 m beträgt jedoch gemäss Odem diesem Kran eigenen Lastdiagramm nur 3 t, wodurch -eine Überlastung von etwa 27% :entsteht. Selbstverständlich könnte die Einstellung auch so vorgenommen werden, dass die Gerade D mit der Kurve C bei der ,grösstem Ausladung übcreinstimmt. Dies hätte jedoch die Folg, @dass der Kran in Aden .geringeren Ausladungsbereichen nicht voll :
ausgenützt werden kann.
Demgegenüber gelingt es, mit der beschriebenen RTI ID="0002.0221" WI="18" HE="5" LX="1141" LY="2304"> Einrichtung :eine :sehr weitgehende Anpassung des Ausschaltmomentes -des Sicherheitsschalters @an !das jeweilige Lastdiagram.n eines Kranes zu :erreichen, und zwar durch -einfache Justierung der Widerstände 20.
In die Brückendiagonale kann zusätzlich auch ein elektrisches Messänstrument eingebaut wenden, Idas vorzugsweise im Kranführerhaus montiert wird und der Bedienungsperson eine optische Anzeige über die jeweilige Kranbelastung vermittelt.
Die elek- trischen Geräte für @diese Sicherheitseinrichtung wer den zweckmässilgerweise in diesem Kranführerhaus 14 installiert.
Anstelle eines Drehfeldsystems bzw. einer elek trischen Welle zwischen Laufkatze und Kran führerhaus könnten auch mechanische übertragungs- glieder, beispielsweise ein Gestänge oder ein Bowden- kabel zu Übertragung der Laufkatzenstellung ver wendet werden, wobei sinngemäss statt einer Dreh bewegung auch -eine lineare Bewegung ,anwendbar sein könnte.
Ferner wäre .es möglich, idie Kraftmessäose statt am Ende ides Zugseiles :an einer andern Stelle des Zugseiles 6 am Kranhaken oder zwischen Seilrollen- gehäuse und Ausleger anzuordnen.
Device for limiting the load torque of cranes The invention relates to a device for limiting the load torque of cranes, in which a safety switch is automatically actuated after a predetermined load torque has been reached.
The aim of the invention is to increase the functional reliability of such safety devices and to simplify their structure. The invention is characterized in that there is one: the load:
of the pulling rope is present, which acts on a variable first electrical resistance, and a second electrical resistance that can be changed depending on the trolley position is provided, which
to burst resistance connected in series and both together a branch of a bridge circuit:
The resistance values are selected so that when the maximum permissible load torque acting on the crane is exceeded, the bridge is adjusted and the safety switch is switched off when the bridge is adjusted.
As a result: it succeeds in largely adapting the actuation: of the safety switch: to: the respective load diagram of an Iran.
In the drawing, an embodiment example of the invention is shown.
F.ig. 1 shows a schematic view of a tower crane.
FIG. 2 is a top view of Iden Tran according to FIG. 1.
Fig. 3 is a circuit diagram of the device.
Fig. 4 shows a load diagram of the Turmdrelx crane.
The crane according to FIGS. 1 and 2 has a tower 1 and a boom 2. Boom and tower; are around:
a platform 3 can be pivoted around together. There is a trolley 4 on the boom,
i which is adjustable in the usual white along the boom in the horizontal direction. A load hook 5 is attached to a pull rope 6 forming a line loop and projects downward from the trolley 4.
One end of the pulling cable is fastened to the outer boom end 7, and the other end is led to a motorized viewing drum 8.
The nozzle of the trolley 4 is guided in the usual way to move on horizontal rails and is adjusted by an endless Velcro or a rope 10.
This rope. 10 is guided over two pulleys 9, which are connected to an electric motor 11, which can be displaced horizontally:
the trolley 4 on the boom 2. A rotary field sensor 12 is connected to its rope pulley 9, which thus rotates as a function of the trolley movement. The pull rope 6 is at the outer end, the boom 7:
attached to a raft load cell 13, which is connected to its variable electrical resistance as a function of the crane that occurs.
The electrical signals from both the rotary field encoder 1.2 and the line, in which the resistance that can be changed by the load cell is located, are routed to the Iranian driver's cab 14, in which the electrical control device described below is located.
With such a tower crane, special precautions must be taken (so that it does not tip over if the load is too high. The maxi mallast is dependent on the respective effective jib length, i.e. the position:
depending on the trolley, d. H. If the effective boom length is short, a large load can be lifted and vice versa, which is why the safety device must respond to the product of force times load arm.
In Fig. 3 the switchboard (the electrical device for actuating: the safety switch is shown. The force measuring cell 13 adjusts the potentiometer 15 as a function of the force applied.
This potentiometer is switched on in a power line 16. Such load cells with load-dependent variable electrical resistance:
are known per se, which is why they are not described here. In parallel to the potentiometer 15, a step switch 18 is also switched on in the line 16 and is rotated by a rotary field receiver 17.
This rotating field receiver 17 works together with the rotating field transmitter 12, namely in the sense that a specific position of the switch 18 is assigned to a specific position of the trolley 4. One end position of the trolley corresponds to one end position of switch 18, and the other end position of the trolley corresponds to (the other end position of switch 18.
Intermediate positions of the trolley thus also result in corresponding intermediate clutches: of the switch 18. The rotating field system thus effects a synchronous movement of the switch 18, based on a rotary movement derived from the trolley movement.
Depending on the existing conditions, there may also be motion reductions in the sense that the rotary field encoder executes several rotations, while the switch 18 only makes a proportional partial rotation.
The switch 18 is with .his: movable switching arm with a plurality of fixed Kon contacts 28 in connection, to which resistors 20 are connected: are. When the switch 18 rotates, these resistors are switched on one after the other. These progressively decreasing resistances 20 are parallel to the resistor 15 and are adjustable.
The contacts 28 or the rotatable switching arm of the switch 18 is designed in such a way that a short overlap occurs when the transition from one contact to the next occurs. :
By suitably selecting the resistors 20, any load torque curve can be followed with a strong approximation.
As can be seen from FIG. 3, the resistors 15 and 20 together form a branch of a Wheatstone bridge 21, in which the resistors 22, 23 and 24 are also present. In the bridge diagonal 25 there is a relay 26,
which cooperates with a switch 27. This switch 27 is in the circuit of a contactor, which in turn switches the motor of the cable winch 8 off or on.
turns on. The relay 26 is always attracted and the switch 27 is closed when through the bridge diagonal: a current flows, id. H. if the bridge is not balanced.
The resistors 15, 20 on the one hand and 22 to 24 on the other hand are mutually coordinated in such a way that a current (through: the bridge diagonal 25 flows if.:
the maximum permissible torque acting on the crane is not reached, which means that the relay 26 is attracted and, as a result, the switch 27 remains closed.
However, as soon as the product of the resistance values from the polntiometer 15 and one of the resistors 20 assumes such a value - assumes that the bridge is balanced, no more current flows through the bridge diagonal 25, and as a result the relay drops 26 from uni causes: an opening:
of the switch 27. Since the P.otenti@ometer 15 is adjusted in direct dependence on the load that is ripening on the hook 5, and on the other hand via the rotating field system 12, 17 (the more:
or less extended position of the trolley is determined, the product of these two resistance values results in a total resistance which corresponds to the product of force times lever arm and thus a proportional measure for the greatest load to be lifted, given a given trolley position.
The permissible load d: iagranim is not linear in most crane systems, namely as a result of the different cross-sectional dimensions of the boom, but in the form of a curve c according to FIG. 4.
The extension of the trolley or the point of application of the load in meters is plotted on the axis B. The load in tons is plotted on the ordinate. The previously common safety devices with limit switches were only able to purchase a specific torque, which is shown in straight line D.
However, this straight line D deviates from the curve C @, which is why overloads and thus accidents could occur. Using a practical example, he explains, this is the following: With a radius of 11.5 m: the permissible load is 8 t, which results in a torque of 92 m / t. With a radius of 24 m, according to straight line D, this would result in a load of 3.8 t.
However, according to Odem's own load diagram, the maximum permissible load with a radius of 24 m is only 3 t, which results in an overload of around 27%. Of course, the setting could also be made in such a way that the straight line D coincides with the curve C at the largest overhang. However, this would have the consequence @ that the crane in Aden.
can be exploited.
On the other hand, with the described RTI ID = "0002.0221" WI = "18" HE = "5" LX = "1141" LY = "2304"> device: a: very extensive adaptation of the switch-off torque -the safety switch to! respective load diagram.n of a crane, namely by simple adjustment of the resistors 20.
An electrical measuring instrument can also be installed in the bridge diagonal, which is preferably installed in the crane driver's cab and provides the operator with a visual display of the respective crane load.
The electrical devices for this safety device are expediently installed in this crane cab 14.
Instead of a rotating field system or an electrical shaft between the trolley and the crane cab, mechanical transmission elements, for example a linkage or a Bowden cable, could also be used to transmit the trolley position, with a linear movement also being applicable instead of a rotary movement could be.
It would also be possible to arrange the force measuring point instead of at the end of the pull rope: at another point on the pull rope 6 on the crane hook or between the rope pulley housing and the boom.