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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betätigen von Verriegelungen eines
Teleskopiersystems, wie es zum Beispiel an fahrbaren Kränen zum Einsatz
kommt.
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Ein
Teleskopausleger eines fahrbaren Krans weist in der Regel einzelne
austeleskopierbare Schüsse
auf, die nach dem Lösen
von arretierenden Bolzenverbindungen mit einer hydraulischen Kolben-Zylindereinheit
aus- und einfahrbar und in den jeweils aus- und eingefahrenen Stellungen
durch Verriegelungsbolzen verbolzt sind.
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In
der
DE 198 11 813
A1 wird eine Verriegelung für Teleskopschüsse, insbesondere
für einen Mobilkranausleger,
mit den folgenden Merkmalen beschrieben: Verriegelungsbolzen sind
in einem inneren Teleskopschuss geführt und mittels einer Feder nach
außen
vorgespannt, das äußere Ende
der Verriegelungsbolzen ist so ausgebildet, dass es in eine Aufnahme
eingreifen kann, die in einem den inneren Teleskopschuss umgebenden äußeren Teleskopschuss
vorgesehen ist, eine Lösevorrichtung
ist vorgesehen, die das innere Ende eines Verriegelungsbolzens in
Eingriff nimmt, um dessen verriegelte Position gegen die Federvorspannung
zu lösen,
wobei jeweils zwei Verriegelungsbolzen einer Verriegelungseinheit
am inneren Teleskopschuss so angeordnet sind, dass sie mit zwei
einander gegenüberliegenden
Aufnahmen in den vertikalen Seitenschenkeln des äußeren Teleskopschusses in Eingriff
bringbar sind, und zwar vorzugsweise im Mittelbereich der Seitenschenkel.
Nachteilig an der bekannten Bauart ist die Notwendigkeit mehrerer
Gelenkpunkte. Diese bedeuten einen höheren Wartungsaufwand sowie auch
die Gefahr einer stärkeren
Verschmutzung.
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Ausgehend
vom Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe
zugrunde, eine Vorrichtung zur Betätigung und Verriegelung von
Teleskopschüssen,
insbesondere von Teleskopschüssen
eines Auslegers eines Fahrzeugkrans bereit zu stellen, welche die
oben genannten Nachteile des Standes der Technik überwindet,
kompakt bauend und gleichzeitig wartungsarm ist.
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Diese
Aufgabe wird mit den Merkmalen des Schutzanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Bei
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
sind zwei translatorisch verlagerbare Betätigungselemente zur Betätigung der
formschlüssigen
Verriegelung von Teleskopschüssen
in einem Gehäuse
gelagert. Die Betätigungselemente
weisen jeweils einen Zahnstangenabschnitt auf, welcher jeweils zur
Verlagerung der Betätigungselemente
mit einer Ritzelwelle im Eingriff steht. Die Zahnstangenabschnitte
und die Ritzelwelle sind ebenfalls in dem gemeinsamen Gehäuse aufgenommen.
Dadurch sind die beweglichen Elemente gekapselt und vor Verschmutzungen
geschützt
angeordnet. Der einfache Aufbau ermöglicht die Führung der
Betätigungselemente
ohne spezielle Führungs-
bzw. Dichtelemente unmittelbar in dem Gehäuse. Eine Verlagerung der Betätigungselemente
ist mittels der Zahnstangenabschnitte und der Ritzelwelle sehr robust,
verschleißfrei
und zugleich einfach realisierbar. Gelenkpunkte entfallen und der Wartungsaufwand
wird auf ein Minimum reduziert.
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In
vorteilhafter Ausgestaltung stehen die Zahnstangenabschnitte beider
Betätigungselemente mit
einer gemeinsamen Ritzelwelle im Eingriff. Die Zahnstangenabschnitte
können
hierzu diametral an der Ritzelwelle angeordnet bzw. mit dieser im
Eingriff stehen, so dass sich die Betätigungselemente gleichmäßig in entgegengesetzte
Richtungen bewegen. Die Bewegung ist durch die Ritzelwelle zwangsgeführt, wobei
jede beliebige Stellung der Betätigungselemente
in Abhängigkeit
des Hubantriebs angefahren werden kann.
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Eine
gemeinsame Kopplung der Betätigungselemente
mit nur einer Ritzelwelle hat den Vorteil, dass Mittel zur Positionserfassung
nur an einem Betätigungselement
vorgesehen sein müssen.
Eine Zwangsführung
des zweiten Betätigungselements garantiert,
dass dieses zwangsläufig
die gleiche relative Position gegenüber dem Gehäuse einnimmt, wie das erste
Betätigungselement.
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Die
Ritzelwelle wird vorzugsweise unter Zwischenschaltung eines eine
translatorische Bewegung in eine rotatorische Bewegung umwandelndes Getriebeglied
von einer Kolben-Zylinder-Einheit in eine Drehbewegung versetzt.
Für solche
Getriebeglieder sind unterschiedlichste Konstellationen aus der
Getriebetechnik bekannt. Als besonders zweckmäßig wird es angesehen, wenn
das Getriebeglied eine Verzahnung ist, die zwischen der Kolben-Zylinder-Einheit
und der Ritzelwelle ausgebildet ist. Insbesondere kann an einem
in dem Gehäuse
gelagerten Kolben ein Zahnstangenabschnitt ausgebildet sein, der
mit der Ritzelwelle in Eingriff steht. Wenn sich der Kolben nun
gegen die Federkraft einer Rückstellfeder
verlagert, wird die Ritzelwelle in eine Drehbewegung versetzt, wobei
die Drehbewegung in eine translatorische Bewegung der Betätigungselemente umgewandelt
wird. Sowohl der Kolben als auch die Rückstellfeder sind in dem Gehäuse der
Vorrichtung gelagert, so dass das Gehäuse lediglich Hydraulikanschlüsse und
einen Anschluss für
die Mittel zur Positionsabfrage erforderlich macht. Alle beweglichen Komponenten
können
in dem Gehäuse
vollständig vor
Schmutz und Umwelteinflüssen
gekapselt angeordnet sein. Zusätzlich
können
in dem Gehäuse
noch Arretierungsmittel vorgesehen sein, um die Betätigungselemente
in bestimmten Positionen zu sichern. Hierzu ist der Kolben vorzugsweise
mit einem in dem Gehäuse
gelagerten Sperrriegel in Formschluss bringbar. Eine besonders kompakte
Bauweise ist möglich,
wenn die Längsachse
des Sperrriegels parallel zur Längsachse
der Ritzelwelle verläuft.
Der Sperrriegel kann bei Erreichen einer Verriegelungsposition auch
dazu dienen, dass eine Folgesteuerung zur Verriegelung des nächsten Teleskopschusses
aktiviert wird. Der Sperrriegel wird in diesem Fall hydraulisch
betätigt.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand des in den 1 bis 6 dargestellten
Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
Vorrichtung zur Betätigung
einer Verriegelung von Teleskopschüssen in der Seitenansicht;
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2 die
Vorrichtung der 1 in der Draufsicht;
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3 die
Vorrichtung der 1 in der Seitenansicht von links;
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4 die
Vorrichtung der 1 in einer Schnittdarstellung
gemäß der Linie
IV–IV
in 1;
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5 die
Vorrichtung der 1 im Teilschnitt entlang der
Linie V–V
der 1 und
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6 die
Vorrichtung der 5 im Teilschnitt entlang der
Linie VI–VI.
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1 zeigt
eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur
Betätigung
einer Verriegelung von nicht näher
dargestellten Teleskopschüssen.
Diese Vorrichtung ist innerhalb eines teleskopierbaren Kranauslegers
angeordnet. Zur Verriegelung von zwei Teleskopschüssen können Betätigungselemente 2, 3 seitlich
aus einem Gehäuse 4 ausfahren,
um die Wandungen der Teleskopschüsse
zu durchsetzen und auf diese Weise gegeneinander zu verriegeln.
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In
der dargestellten Bauform besteht das Gehäuse 4 aus Stahlguss
oder einer Aluminiumlegierung und wird über fünf Schraubbolzen 5,
die das Gehäuse 4 durchsetzen,
verankert (vgl. 2). In 1 sind die
Betätigungselemente 2, 3 einmal
in der eingefahrenen Position dargestellt, was durch die unterbrochene
Linie verdeutlicht wird, und einmal in der ausgefahrenen Position,
d.h. der Verriegelungsstellung. Die Betätigungselemente 2, 3 sind
in diesem Ausführungsbeispiel
an ihren äußeren Enden
mit einer Ringnut 6 versehen, die sich im Verriegelungszustand
hinter der Wandung eines Teleskopschusses verhakt.
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Die
Betätigungselemente 2, 3 befinden
sich in der unteren Hälfte
des einstückig
ausgebildeten Gehäuses 4.
Die Riegel 2, 3 liegen auf einer gemeinsamen Betäti gungsachse
RA. In der oberen Hälfte des
Gehäuses 4 oberhalb
der Betätigungsachse
RA verläuft
senkrecht zur Betätigungsachse
RA eine Kolbenachse KA einer Kolben-Zylinder-Einheit 7.
Der Zylinder der Kolben-Zylinder-Einheit 7 ist durch das Gehäuse 4 gebildet.
Der Kolben 8 ist in einer Kolbenbohrung 9 in dem
Gehäuse 4 aufgenommen
(5). Herstellungstechnisch bedingt durchsetzt die
Kolbenbohrung 9 das Gehäuse 4 vollständig und
ist jeweils endseitig mit einer Anschlusskappe 10 und gegenüber liegend
mit einem hohlzylindrischen Federtopf 11 fluiddicht verschlossen.
Die Anschlusskappe 10 und der Federtopf 11 sind
jeweils über
mehrere Schrauben mit dem Gehäuse 4 verbunden.
Dichtungen 12, 13 stellen Fluiddichtigkeit der
derart gekapselten Kolbenbohrung 9 her.
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In 5 ist
durch die strichpunktierte Linie eine Rückstellfeder 14 angedeutet,
die einerseits an dem Kolben 8 und andererseits in dem
Federtopf 11 widergelagert ist. Der Federtopf 11 steht
deutlich über
das Gehäuse 4 über und
ermöglicht,
dass die Rückstellfeder 14 bei
einer Verlagerung des Kolbens 8 nicht auf Block gesetzt
wird. 5 veranschaulicht, dass die Rückstellfeder 14 in
eine Bohrung 15 des Kolbens 8 eingreift. Der Kolben 8 ist über Dichtungsmittel 16 fluiddicht
innerhalb der Kolbenbohrung 9 geführt und kann über ein
nicht näher
dargestelltes Hydraulikmittel gegen die Federkraft der Rückstellfeder 14 verlagert
werden, wobei das Hydraulikfluid über eine Anschlussbohrung 17 in
der Anschlusskappe 10 in die Kolbenbohrung 9 einleitbar
ist.
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5 zeigt,
dass der Kolben 8 einen Zahnstangenabschnitt 18 aufweist,
der mit einer Ritzelwelle 19 im Eingriff steht. Durch die
Rückstellfeder 14 wird
der Kolben 8 in der in 5 dargestellten Grundstellung
gehalten. Die Ritzelwelle 19 wird nur dann in eine Drehbewegung
versetzt, wenn an dem Kolben 8 ein hydraulischer Druck
angelegt wird und die Federkraft der Rückstellfeder 14 überwunden wird.
Die Drehachse DA der Ritzelwelle 19 verläuft senkrecht
zur Kolbenachse KA und schneidet die Betätigungsachse RA senkrecht,
wie anhand der 5 und 6 erkennbar
ist. Die Ritzelwelle 19 erstreckt sich unter Bezugnahme
auf die 6 vom oberen Gehäuseabschnitt
bis in den unteren Gehäuseabschnitt
und ist im Gehäuse 4 gelagert
und gekapselt.
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Die
Ritzelwelle 19 ist in einer Lagerbohrung 28 aufgenommen,
die an ihrem oberen Bohrungsende durch eine großformatige Lagerschraube 29 mit Außensechskant
verschlossen ist. Die Lagerschraube 29 nimmt eine Lagerbuchse 37 auf,
insbesondere aus Bronze oder einer Bronzelegierung, in welcher wiederum
ein endseitiger Lagerzapfen der Ritzelwelle 19 gelagert
ist. Das zweite Ende der Ritzelwelle 19 ist nach dem gleichen
Prinzip gelagert.
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Die
Ritzelwelle 19 ist dafür
vorgesehen, die translatorische Bewegung des Kolbens 8 zunächst in eine
rotatorische Bewegung umzuwandeln und diese anschließend in
eine translatorische Bewegung der Betätigungselemente 2, 3 umzusetzen. 4 zeigt, dass
hierzu diametral mit der Ritzelwelle 19 im Eingriff stehende
Zahnstangenabschnitte 20, 21 an jedem der Betätigungselemente 2, 3 vorhanden
sind. 4 zeigt die Betätigungselemente 2, 3 einmal
in der eingefahrenen und einmal in der ausgefahrenen, d.h. der Verriegelungsposition.
In der Seitenansicht der 3 sind die mit unterbrochener
Linie eingezeichneten Zahnstangenabschnitte 20, 21 zu
erkennen. Die Betätigungselemente 2, 3 sind,
ohne dass zusätzliche
Lagerungen erforderlich sind, in der das Gehäuse 4 quer durchsetzenden
Betätigungselementführung 22 aufgenommen
und stehen immer im Eingriff mit der Ritzelwelle 19. Durch
die besondere Gestaltung der Betätigungselemente 2, 3 mit
den sich gegenüberliegenden
Zahnstangenabschnitten 20, 21 ist eine ausgesprochen
kompakte Bauweise der Vorrichtung möglich. Auch in der eingefahrenen Position
der Betätigungselemente 2, 3 kollidieren
ihre Zahnstangenabschnitte 20, 21 nicht, da im
jeweils gegenüberliegenden
Betätigungselementen 2, 3 eine entsprechende
Aufnahmetasche 23, 24 vorgesehen ist. Sind beide
Betätigungselemente 2, 3 vollständig eingefahren,
ist der Bauraum der Betätigungselementführung 22 fast
vollständig
von den Betätigungselementen,
den in den Aufnahmetaschen 23, 24 untergebrachten
Zahnstangenabschnitten 20, 21 und der Ritzelwelle 19 ausgefüllt. Der
vorhandene Bauraum wird dadurch optimal genutzt.
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Dem
in der Bildebene linken Betätigungselement 2 (4)
sind Mittel zur Positionserfassung 25 zugeordnet. Dies
sind insbesondere Näherungssensoren,
die berührungslos
erfassen, ob das Betätigungselement 2 ausgefahren
oder eingefahren ist. Die Mittel zur Positionserfassung 25 sind
daher jeweils in der ausgefahrenen und eingefahrenen Position angeordnet
und interagieren mit einem an dem Betätigungs element 2 mittels
eines Schraubbolzen 26 befestigten Sensormittel 27,
wie zum Beispiel einem Magneten, der in das Betätigungselement 2 eingelassen
ist. Die dargestellten Leitungsanschlüsse der Mittel zur Positionserfassung 25 führen zu
einer nicht näher
eingezeichneten Steuereinheit.
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Die 5 und 6 zeigen
einen Sperrriegel 30, dessen Längsachse SA parallel zur Drehachse
DA der Ritzelwelle 19 verläuft. Der Sperrriegel 30 ist
durch einen hydraulischen Druck entlang der Sperrriegelachse SA
translatorisch bewegbar und ist dafür vorgesehen, in den Kolben 8 formschlüssig einzugreifen,
um dessen translatorische Bewegung zu verhindern oder freizugeben.
Hierzu ist an dem Kolben 8 gegenüberliegend seinem Zahnstangenabschnitt 18 eine
Sperrriegeltasche 31 ausgebildet, in welche der Sperrriegel 30 quer
einfahren und auf diese Weise den Kolben 8 blockieren kann.
Der Sperrriegel 30 ist gegen die Federkraft einer Sperrriegelfeder 32 verlagerbar,
die den Sperrriegel 30 grundsätzlich in einer Offenstellung
hält. Das
heißt,
der Sperrriegel 30 befindet sich in der in 6 dargestellten unteren
Position. Über
einen Hydraulikanschluss 34 ist der Sperrriegel 30 druckbeaufschlagbar.
Wenn Hydraulikflüssigkeit über den
Hydraulikanschluss 34 eingeleitet wird, bewegt sich der
Sperrriegel 30 in der Bildebene der 6 nach oben.
Hydraulikflüssigkeit gelangt über eine
zentrale Sackbohrung 35 des Sperrriegels 30 in
mehrere Querbohrungen 36 des Sperrriegels 30,
so dass bei hinreichender Verlagerung Sperrriegels 30 der
hydraulische Druck auch an dem zweiten Hydraulikanschluss 33 anliegt.
Hierdurch kann eine Folgesteuerung, beispielsweise zur Verlagerung
des nächsten
Teleskopschusses angestoßen
werden.
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Betätigungselement
- 3
- Betätigungselement
- 4
- Gehäuse
- 5
- Schraubbolzen
- 6
- Ringnut
v. 2, 3
- 7
- Kolben-Zylinder-Einheit
- 8
- Kolben
- 9
- Kolbenbohrung
- 10
- Anschlusskappe
- 11
- Federtopf
- 12
- Dichtung
- 13
- Dichtung
- 14
- Rückstellfeder
- 15
- Bohrung
- 16
- Dichtungsmittel
- 17
- Anschlussbohrung
- 18
- Zahnstangenabschnitt
v. 8
- 19
- Ritzelwelle
- 20
- Zahnstangenabschnitt
v. 2
- 21
- Zahnstangenabschnitt
v. 3
- 22
- Betätigungselementführung
- 23
- Aufnahmetasche
- 24
- Aufnahmetasche
- 25
- Mittel
zur Positionserfassung
- 26
- Schraubbolzen
- 27
- Sensormittel
- 28
- Lagerbohrung
- 29
- Lagerschraube
- 30
- Sperrriegel
- 31
- Sperrriegeltasche
- 32
- Sperrriegelfeder
- 33
- Hydraulikanschluss
- 34
- Hydraulikanschluss
- 35
- Sackbohrung
in 30
- 36
- Querbohrung
in 30
- 37
- Lagerbuchse
- DA
- Drehachse
v. 19
- RA
- Betätigungsachse
v. 2, 3
- KA
- Längsachse
v. 7
- SA
- Längsachse
v. 30