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Wippkran Zusatz zum Patent 826189 Die Erfindung betrifft einen Wippkran
mit waagerecht geführtem Schwerpunktsweg des Auslegers, welcher von einem Lenker
von oben her und von einem anderen Lenker von unten her getragen und geführt wird.
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Bei einem solchen Wippkran geht der Konstrukteur im allgemeinen bei
der Bemessung der Lenker und des sonstigen Gliederwerks des Auslegers von einem
angenommenen Schwerpunkt aus, und er muß, falls praktisch dieser angenommene Schwerpunkt,
der ein Bezugspunkt für die Konstruktion ist, am fertigen Kran nicht mit dem wirklichen
Schwerpunkt übereinstimmt, entweder dem Ausleger Ausgleichsgewichte zuordnen oder
aber Teile des Auslegers aus Leichtmetall fertigen. Der Konstrukteur kann aber auch
so lange wieder umkonstruieren und experimentieren, bis Konstruktionsabsicht und
fertige Konstruktion ohne diese Zutaten übereinstimmen.
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Die Erfindung macht es sich nun zur Aufgabe, bei der Ausgestaltung
eines solchen Wippkrans dem Konstrukteur freiere Hand zu lassen und berücksichtigt
auch das Bestreben, den Schwerpunkt unterhalb des Bezugspunktes anordnen zu können.
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Gemäß der Erfindung wird ein Auslegerwippkran geschaffen, dessen Schwerpunktsweg
und Lastweg waagerecht geführt werden, was dadurch erreicht wird, daß der Ausleger
einen Winkel bildet, dessen Scheitelpunkt den Ausleger im Verhältnis n/ni in einem
Auslegerschwanz, in dem der Schwerpunkt liegt, und einen Lastausleger teilt, worin
n1 die Zahl der Hubseillängen am Ende des Auslegers ist und n die Zahl der Hubseillängen
am Kopf des Auslegers, und daß die Seilrollen am Auslegerende so angeordnet
sind,
daß die Linie, welche die Achse der Seilrollen mit dem Scheitelpunkt verbindet,
mit Bezug auf die Linie, welche den Scheitelpunkt mit der Achse der Seilrollen am
Kopf des Auslegers verbindet, um einen vorbestimmten Winkel a aufwärts v erschwenkt
ist, und daß der Punkt so verlagert ist, daß die Linie, welche den Scheitelpunkt
mit dem Anlenkpunkt verbindet, mit Bezug auf die Horizontale um einen Winkel
aufwärts v erschwenkt ist, so daß die Rolle am Ende des Auslegers sich auf einem
Weg bewegt, der zur Vertikalen um einen Winkel a geneigt ist, wodurch der Schwerpunkt
des Auslegers gezwungen wird; sich horizontal zubewegen.
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Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung erläutert, welche Ausführungsbeispiele
enthält. Abb. i ist eine schematische Darstellung eines Wippkrans, bei welchem Auslegerschwerpunkt
und Bezugspunkt zusammenfallen; Abb. 2 bringt in ähnlicher Darstellung ein Ausführungsbeispiel
eines Wippkrans, bei welchem Auslegerschwerpunkt und Bezugspunkt nicht zusammenfallen;
Abb. 3 und .1 zeigen Seitenansichten unterschiedlicher Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen
Wippkrans.
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In Abb. i ist ein Wippkran in schematischer Weise gezeigt, der Gegenstand
des Patents 826 189 ist und an welchen die Erfindung anknüpft. Der Ausleger
AB dieses Wippkrans ist mittels der Lenker H und F am Krangerüst an den Anlenkpunkten
J und G aufgehängt, wobei der Schwerpunkt des Auslegers bei C liegt. Ein nach .unten
gehender Arm D ist im Punkt C starr am Ausleger befestigt, hat gleiche Länge wie
der hintere Teil B des Auslegers und ist mit seinem unteren Ende schwenkbar bei
E mit dem vorderen Ende des Lenkers F verbunden, dessen hinteres Ende bei G am Krangerüst
senkrecht unter dem Ende des hinteren Teils B montiert ist. Ein zweiter Lenker H
ist mit seinem oberen Ende schwenkbar am Krangerüst in dem Punkt J senkrecht über
dem hinteren Ende des Auslegers montiert, hat die gleiche Länge wie der Arm D und
ist mit seinem unteren Ende schwenkbar im Punkt C am Ausleger montiert. Die Verlängerungen
der Lenker F und H über die Anlenkpunkte am Ausleger hinaus treffen sich im Punkt
K, der senkrecht liegt unter einem mit dem Punkt J auf einer Horizontalen liegenden
Punkt L am Ausleger. Die am Ausleger AB angreifenden Huhseilzugkräfte
sind durch die Pfeile 31 und N dargestellt.
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Eine derartige Bemessung und Anordnung der Lenker hat zur Folge, daß
der Punkt L sich beim Wippen des Auslegers auf einer Horizontalen bewegt, auf der
auch der Punkt J liegt. Da gefordert ist: daß der Auslegerschwerpunkt sich auf einer
Horizontalen beim Wippen des Auslegers bewegen soll, muß also der Punkt L, der-
der Bezugspunkt für die Anordnung und Bemessung der Lenker des Auslegerunterteils
und des Abstandes zwischen den Anlenkpunkten C und E ist, mit dem Schwerpunkt zusammenfallen.
Das hintere freie Ende des Auslegerunterteils bewegt sich beim Wippen des Auslegers
auf einer Vertikalen, auf der auch die Punkte J und G liegen. Unter dieser Voraussetzung
wird sich die am Kopfende des Auslegers AB
hängende Last während des Wippens
des Krans horizontal bewegen, vorausgesetzt, daß das Hubseil am hinteren Ende des
Auslegers senkrecht nach unten zu einer im oder nahe dem Drehpunkt G am Krangerüst
angebrachten Rolle läuft.
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Aus praktischen Konstruktionsgründen ist es vorzuziehen, den Lenker
H durch einen gleichwertigen Lenker O zu ersetzen, der am Krangerüst schwenkbar
montiert ist in einem Punkt P, der auf einer Linie EJ liegt, und ferner schwenkbar
am Arm D in einem auf einer Linie PK liegenden Punkt Q montiert ist. Der
Lenker H wird entfernt, wenn der Lenker O angebracht wird.
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Wie oben angedeutet worden ist, war es bisher für wesentlich angesehen
worden, den Schwerpunkt des Auslegers AB mit dem Bezugspunkt L zusammenfallen
zu lassen, und die vom hinteren Ende des Auslegers zur Rolle am Krangerüst führende
Hubseillänge oder Hubseillängen waren notwendigerweise senkrecht gerichtet.
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Abb.2 zeigt nun, daß es möglich ist, Schwerpunkt und Bezugspunkt am
Ausleger nicht zusammenfallen zu lassen und trotzdem zu erreichen, daß der Auslegerschwerpunkt
sich auf einer Horizontalen beim Wippen des Auslegers bewegt.
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Im gewählten Beispiel ist der Bezugspunkt L in der Mitte der Länge
des Auslegers AB angeordnet und der Auslegerschwerpunkt CG ist hinter den
Bezugspunkt L gelegt. Bei der Ausführung der Abb. z würde Wippen dieses Auslegers
bei hori@ zontaler Bewegung des Punktes L den Schwerpunkt CG heben und senken, was
jedoch verhindert wird in der Ausführung der Abb.2, in der der Bezugspunkt L so
angeordnet ist, daß er einen Weg LJ beschreibt, welcher gegen die Horizontale nach
hinten oben in einem Winkel ß geneigt ist, so daß der Schwerpunkt CG immer einen
horizontalen Weg beschreibt. Der Wert des Winkels fl kann leicht dadurch bestimmt
werden, daß die äußersten Stellungen des Auslegers (unter Annahme horizontaler Bewegung
des Bezugspunktes L) aufgezeichnet, die Senkung des Schwerpunktes GG von
einer Stellung zur anderen gemessen und dann der Bezugspunkt L für die gleiche Verschiebung
des Auslegers um ein entsprechendes Stück gehoben wird. Der Winkel ß ist im allgemeinen
etwa 8° für Fälle, in denen der Bezugspunkt L in der Mitte der Länge des Auslegers
liegt. Wegen der Neigung des Weges LJ wird das Rechteck, das die Lage des Punktes
K und J bestimmt, in seiner Ecke L um den Winkel ß gedreht, so daß der Drehpunkt
C des Auslegers jetzt etwas über dem hinteren Teil B des Auslegers liegt. Im übrigen
ist die geometrische Konstruktion, die die Stellungen und Längen der Lenker 0 und
F und des Armes D bestimmt, die gleiche wie in Abb. i ; hierbei endet in der Abbil-
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der Arm D der Einfachheit halber am hinteren Teil B, obgleich er bei Verlängerung
durch den Punkt C gehen würde.
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Wegen der Neigung des Weges LJ bewegt sich auch das hintere Auslegerende
nicht mehr vertikal, und das Ausmaß seiner Bewegung steht auch nicht im konstanten
bestimmten Verhältnis zur Erhöhung und Senkung des Auslegerkopfes, was notwendig
ist, um unveränderte Lasthöhe beim Wippen zu erhalten. Um dies zu erreichen, wird
deshalb die Hubseilrolle, die normalerweise am hinteren Ende des Auslegerunterteils
B angebracht wäre, über das genannte hintere Ende so weit gehoben, daß eine Linie
B', die ihre Achse mit dem Bezugspunkt L verbindet, einen Winkel a mit dem Auslegerunterteil
B bildet und die gleiche Länge hat wie dieser. Die Rolle beschreibt nun einen Weg
(dessen Richtung durch Pfeil N angedeutet ist), der beim Wippen des Auslegers gleichfalls
einen Winkel a mit der Vertikalen bildet. Es kann gezeigt werden, daß die Strecke
h, die die Rolle auf diesem Weg zurücklegt, immer in einem gewünschten konstanten
Verhältnis zur senkrechten Strecke h' steht, um die der Kopf des Auslegers zu gleicher
Zeit verschoben wird. Im abgebildeten Beispiel sind die Strecken h und
h' gleich, da die Zahl der Hubseillängen am Auslegerkopf auch gleich ist
derjenigen am hinteren Ende des Auslegers.
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Das Verhältnis zwischen den Winkeln a und ß ist durch den Ausdruck
gegeben, wobei n die Zahl der Seillängen am Auslegerkopf und n1 die Zahl der Seillängen
am hinteren Ende des Auslegers ist. Wenn n = n1 ist, dann ist der Winkel
ß halb so groß wie der Winkel a; wenn aber 3 n = n1 ist, dann ist der Winkel
ß drei Viertel des Winkels a.
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Eine praktische Ausführungsform eines Krans nach der schematischen
Darstellung der Abb. a ist in Abb. 3 dargestellt. Darin wird eine Anordnung des
Krangerüstes W auf einer drehbaren Plattform X angedeutet, die in geeigneter Weise
zum Drehen des Krans angetrieben sein kann und selbst wieder auf Schienen montiert
sein kann, um den Kran fahrbar zu machen. Die den Teilen der schematischen Darstellung
der Abb. a entsprechenden Teile des Krans sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Zusätzlich dazu sind dargestellt: eine Rolle R am Auslegerkopf, eine Rolle S am
hinteren Ende des Auslegers, ein Lasthaken T, eine Hubseillänge U zwischen
Rolle U' am Krangerüst (zu der die Seillänge N von der Rolle S führt) und
Seiltrommel V, sowie eine Wippvorrichtung, die aus einer Schraube Y besteht, welche
bei Y' drehbar mit dem Lenker 0 verbunden ist und in eine motorbetriebene Schraubenmutter
Z eingreift, die bei Z' am Krangerüst W drehbar gelagert ist. Dieser Kran arbeitet
genau wie mit Bezug auf die schematische Darstellung der Abb. a beschrieben worden
ist.
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Abb. 4 zeigt eine andere Ausführung, wobei soweit möglich wieder die
entsprechenden Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind.
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In diesem Falle hat der nicht gezeigte Auslegerschwerpunkt von der
Rolle S eine Entfernung gleich einem Viertel der Länge des Auslegers AB,
wobei
ein Gegengewicht angewendet wird, das (nicht gezeigt) am hinteren Ende des Auslegers
angebracht ist. Eine Hubseillänge am oberen Ende R des Auslegers erfordert deshalb
drei Längen des gleichen Seils am unteren Ende S des Auslegers, was, wie bei N'
gezeigt ist, durch geeignete Umleitung des Seils erreicht wird, bevor es bei
U zur Trommel h weitergeht. Der Betrieb dieses Krans ist im wesentlichen
so, wie bereits oben beschrieben wurde, wobei jede der drei Seillängen N' ein Drittel
der beim Wippen des Auslegers insgesamt erforderlichen Seillänge freigibt oder aufnimmt.