[0001] Die Erfindung betrifft eine gleisverfahrbare Maschine mit einem einen verlängerbaren
Kranausleger und Antriebe aufweisenden Drehkran, der auf einem Maschinenrahmen mit
Schienenfahrwerken drehbar gelagert und durch einen Hubzylinder höhenverstellbar ist.
[0002] Durch die US 4 399 881 ist bereits eine derartige Maschine bekannt, wobei an jedem
Schienenfahrwerk eine Einrichtung zur ständigen Überwachung und Anzeige der Radlasten
vorgesehen ist. Außerdem ist zwischen Maschinenrahmen und Schienenfahrwerk jeweils
ein Hydraulikzylinder zur Bildung eines Radlast-Ausgleichssystems vorgesehen. Auf
diese Weise kann die durch eine entsprechende Verschwenkung des Drehkranes bewirkte
Zusatzkraft für die Ermittlung der Radlasten mitberücksichtigt werden. Zu diesem Zweck
ist jedem Hydraulikzylinder ein elektrischer Druckaufnehmer zugeordnet.
[0003] Gemäß US 4 113 111 ist ebenfalls bereits ein Schienenfahrzeug mit einer durch einen
Drehkran bewirkten ungleichmäßigen Masseverteilung bekannt, das mit einer Einrichtung
zum Ausgleich der Radbelastung ausgestattet ist. Diese Einrichtung wird im wesentlichen
durch Druckzylinder gebildet, die zwischen Schienenfahrwerk und Maschinenrahmen angeordnet
sind. Die oberen bzw. auch unteren Zylinderkammern der an einer Fahrzeuglängsseite
gelegenen Druckzylinder sind durch absperrbare Leitungen miteinander verbunden. Damit
kann dem Maschinenrahmen eine beabsichtigte Verwindung aufgezwungen werden, um damit
die vom Lastmoment belasteten Räder zu entlasten und die vom Lastmoment entlasteten
Räder zu belasten.
[0004] Der Erfindung liegt nun die Schaffung einer gleisverfahrbaren Maschine der gattungsgemäßen
Art zugrunde, mit der unter Erzielung eines größtmöglichen Sicherheitseffektes eine
der jeweiligen Position des Drehkranes entsprechende maximale Leistungsfähigkeit erzielbar
ist.
[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit der eingangs beschriebenen Maschine dadurch
gelöst, daß den Antrieben des Drehkranes eine Steuereinrichtung zugeordnet ist, die
zur Bildung eines Referenzmeßwertes, der dem maximal zulässigen Lastmoment des Drehkranes
in seiner jeweiligen Arbeitsposition entspricht, mit wenigstens einer Meßeinrichtung
aus der Gruppe:
a) Querneigungs-Meßeinrichtung zur Erfassung der Gleisquerlage,
b) Schwenkwinkel-Meßeinrichtung zur Erfassung des Drehwinkels des Drehkranes in bezug
auf die Maschinenlängsrichtung,
c) Längen-Meßeinrichtung zur Erfassung der Längenveränderung des Kranauslegers,
d) Signalgeber zur Erfassung der Überstell- bzw. Arbeitsposition von mit dem Maschinenrahmen
verbundenen und durch Antriebe vertikal verstellbaren Stützbeinen,
sowie mit einem Druckmeßgeber zur Erfassung des Druckes im Hubzylinder in Verbindung
steht, und daß die Steuereinrichtung eine Differenzbildungseinheit für einen Vergleich
des Referenzmeßwertes mit einem vom Druckmeßgeber abgegebenen Ist-Wert aufweist, und
daß die Steuereinrichtung mit einer Überlastabschaltvorrichtung verbunden ist.
[0006] Mit einer derartig ausgebildeten Maschine kann völlig problemlos das der jeweiligen
Stellung des Drehkranes entsprechende maximale Lastmoment ausgenützt werden, ohne
daß die Lagestabilität der Maschine gefährdet wäre. Damit ist der Drehkran unter Erzielung
einer besonders großen Arbeitsleistung effizienter einsetzbar. Durch die Differenzbildungseinheit
ist eine ständige Gegenüberstellung des von der jeweiligen Arbeitsposition abhängigen
und der maximal zulässigen Lastaufnahme entsprechenden Referenzmeßwertes zum durch
den Druckmeßgeber angezeigten Ist-Wert sichergestellt, wobei unter Einbeziehung möglichst
vieler verschiedenartiger Meßeinrichtungen praktisch jede im Arbeitseinsatz des Drehkranes
mögliche Situation berücksichtigt werden kann. Durch Einbeziehung verschiedenster
Parameter, wie z.B. die Gleisquerneigung, kann im Falle einer maximalen Gleisüberhöhung
die Lastmomentaufnahme für den Fall, daß der Drehkran zur höher gelegenen Seite des
Gleises verdreht wird, um bis zu 15 Prozent zusätzlich erhöht werden. Wird hingegen
der Drehkran auf die gegenüberliegende, niedrigere Seite verlagert, erfolgt automatisch
eine entsprechende Reduktion des maximal zulässigen Lastmomentes bzw. Referenzmeßwertes,
so daß auch im Gleisbogenbereich eine optimale und sichere Einsetzbarkeit des Drehkranes
gewährleistet ist. Dabei ist auch noch von besonderem Vorteil, daß durch menschliches
Versagen mögliche Bedienungsfehler zuverlässig ausgeschlossen sind.
[0007] Eine Weiterbildung gemäß Anspruch 2 hat den Vorteil einer technisch sehr einfachen
und zuverlässigen Erfassung der jeweiligen Länge des Kranauslegers zur Bestimmung
des für die jeweilige Länge des Kranauslegers maximal zulässigen Lastmomentes.
[0008] Mit den weiteren Ausbildungen nach den Merkmalen der Ansprüche 3 bis 5 ist die jeweilige
Winkellage der Schubarme in bezug auf den Knickarm erfaßbar, wodurch im Falle einer
näher zur vertikalen als zur horizontalen befindlichen Position der Schubarme eine
entsprechende Erhöhung des maximal zulässigen Lastmomentes berücksichtigt werden kann.
[0009] Die Anordnung eines Pendels am Maschinenrahmen gemäß Anspruch 6 hat den Vorteil einer
zuverlässigen Ermittlung der Maschinenquerneigung selbst im Falle einer Störung der
Abschalteinrichtung für die Schienenfahrwerksfederung.
[0010] Die Ausbildung der Erfindung mit den Merkmalen nach Anspruch 7 ermöglicht einen effizienteren
Kraneinsatz unter Berücksichtigung des Lichtraumprofiles.
[0011] Mit der Meßeinrichtung nach Anspruch 8 ist sowohl die Winkelstellung des Kranauslegers
in bezug auf die Maschinenlängsrichtung als auch bezüglich der linken bzw. rechten
Maschinenhälfte genau eruierbar.
[0012] Schließlich ist mit der Weiterbildung nach Anspruch 9 eine besonders einfache und
rasche Verlagerung des Drehkranes zum gegenüberliegenden Maschinenende möglich, ohne
dafür eine zeitaufwendige und bezüglich der Lagestabilität problematische Drehung
der gesamten Maschine durchführen zu müssen.
[0013] Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles
näher erläutert.
[0014] Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer gleisverfahrbaren Maschine mit einem Kranausleger,
und
Fig. 2 eine vereinfachte Darstellung einer Steuereinrichtung zur Ermittlung des für
den Drehkran in Abhängigkeit der jeweiligen Arbeitsposition maximal zulässigen Lastmomentes.
[0015] Eine in Fig. 1 ersichtliche Maschine 1 mit einem Maschinenrahmen 2, Schienenfahrwerken
3 und einem Drehkran 4 ist universell als Eisenbahnkranwagen, als Transportfahrzeug
für Material und Personen sowie als Bauhilfsfahrzeug einsetzbar. An der Oberseite
des auf den dreiachsigen Schienenfahrwerken 3 abgestützten Maschinenrahmens 2 befindet
sich ein Hilfsrahmen 5. Dieser ist über einen Drehschemel 6 mit dem Maschinenrahmen
2 verbunden und mit Hilfe eines Drehantriebes 7 um eine vertikale Drehachse 8 relativ
zum Maschinenrahmen 2 verdrehbar. Die genannte Drehachse 8 verläuft senkrecht zu durch
den Maschinen- bzw. Hilfsrahmen 2,5 gebildeten Ebenen. Mit Hilfe einer jeweils endseitig
angeordneten Blockiervorrichtung 9 ist der Hilfsrahmen 5 in seiner in Maschinen- bzw.
Gleislängsrichtung verlaufenden Position in eine formschlüssige Verbindung mit dem
Maschinenrahmen 2 bringbar.
[0016] Der bezüglich der Längsrichtung des Hilfsrahmens 5 endseitig auf diesem befestigte
Drehkran 4 setzt sich im wesentlichen aus einer Kransäule 10, einem Hauptarm 11, einem
daran befestigten Knickarm 12 und in diesem längsverschiebbar gelagerten Schubarmen
13 zusammen. Haupt- und Knickarm 11,12 sind jeweils mit Hilfe eines Hubzylinders 14
bzw. eines Knickzylinders 15 um horizontal und senkrecht zur Armlängsrichtung verlaufende
Schwenkachsen 16 verschwenkbar gelagert. Die Längsverschiebung der Schubarme 13 erfolgt
durch Schubzylinder 17. Die durch Knickarme 12 und Schubarme 13 gebildete Einheit
wird auch allgemein als Kranausleger 18 bezeichnet. Der Drehkran 4 ist mit Hilfe eines
Drehantriebes 19 um eine vertikal bzw. senkrecht zur Ebene des Hilfsrahmens 5 verlaufende
Achse 20 verdrehbar. Auf der Kransäule 10 ist ein mit Hilfe eines Antriebes 21 in
einer horizontalen Ebene senkrecht zur genannten Achse 20 verschiebbares Gegengewicht
22 gelagert.
[0017] Dem Drehkran 4 ist eine Steuereinrichtung 23 zugeordnet, die mit einer Überlastabschaltvorrichtung
24 sowie mit einem Druckmeßgeber 25 zur Erfassung des Druckes im Hubzylinder 14 in
Verbindung steht. Zur Ermittlung einer bezüglich der Maschinenlängsrichtung verlaufenden
Querneigung in bezug auf die Horizontale ist eine Querneigungs-Meßeinrichtung 26 mit
dem Maschinenrahmen 2 verbunden. Des weiteren ist zur Erfassung des Drehwinkels des
Drehkranes 4 in bezug auf die Maschinenlängsrichtung eine Schwenkwinkel-Meßeinrichtung
27 vorgesehen. Zur Erfassung der Längenveränderung des Kranauslegers 18 bzw. der Ausschubweite
der Schubarme 13 ist der Drehkran 4 mit Längen-Meßeinrichtungen 28 ausgestattet. Diese
werden jeweils aus einem Seilzugpotentiometer 29 gebildet, das zur Erfassung der Ausschublänge
des Kolbens einerseits mit diesem und andererseits mit dem Zylinder eines Schubzylinders
17 verbunden ist.
[0018] Am dem Drehkran 4 gegenüberliegenden Ende des Hilfsrahmens 5 ist eine Fahrkabine
30 vorgesehen. Unterhalb des Kranauslegers 18 befindet sich eine Ladefläche 31. An
jeder Längsseite des Maschinenrahmens 2 sind drei in Maschinenlängsrichtung voneinander
distanzierte Stützbeine 32 befestigt. Diese weisen einen vertikalen Hydraulikantrieb
33 auf, dessen Abstützschuh 34 zur Abstützung auf den Schwellenendbereich absenkbar
ist. Zur Erfassung der Abstützposition ist ein Signalgeber 35 vorgesehen.
[0019] Ein Motor 37 steht mit Fahrantrieben 38 und mit einem Hydrauliksystem 39 zur Beaufschlagung
der verschiedenen Antriebe in Verbindung. Die mit einer Vorrichtung zur Ausschaltung
einer Fahrwerksfederung ausgestatteten Schienenfahrwerke 3 sind auf einem Gleis 40
verfahrbar.
[0020] Zur Erfassung der jeweiligen Winkellage zwischen Knick- und Hauptarm 12,11 ist eine
als Drehpotentiometer ausgebildete und koaxial zur Schwenkachse 16 positionierte Meßeinrichtung
41 vorgesehen. Alternativ kann eine derartige Meßeinrichtung auch als Seilzugpotentiometer
zur Erfassung der Längenveränderung des Knickzylinders 15 ausgebildet sein.
[0021] Wie in Fig. 2 schematisch ersichtlich, sind der Druckmeßgeber 25, die Querneigungs-Meßeinrichtung
26, die Schwenkwinkel-Meßeinrichtung 27, die Längen-Meßeinrichtung 28 und die Signalgeber
35 jeweils unter Zwischenschaltung eines Signalgebers und Verstärkers 42 mit einer
Mikro-Prozessorsteuerung 43 und einer Differenzbildungseinheit 44 verbunden. Diese
steht zur Ansteuerung von Servoventilen 45 mit der dem Hydrauliksystem 39 zugeordneten
Überlastabschaltvorrichtung 24 in Verbindung. Die zur Erfassung des Schwenkwinkels
des Drehkranes 4 vorgesehene Schwenkwinkel-Meßeinrichtung 27 setzt sich aus einem
der linken bzw. der rechten Maschinenhälfte 46,47 zugeordneten positiven bzw. negativen
Signalbereich zusammen, wobei beiden Signalbereichen eine gemeinsame Null-Lage zugeordnet
ist, die in einer in Maschinenlängsrichtung sowie durch die Achse 20 des Drehkranes
4 verlaufenden Ebene 36 liegt.
[0022] Bei Aktivierung der beispielsweise als Druckgeber ausgebildeten Signalgeber 35 liegen
die zumindest auf einer Maschinenhälfte 46 bzw. 47 befindlichen Stützbeine 32 auf
den Schwellenenden auf, um damit die Lagestabilität der Maschine 1 zu verbessern.
In diesem Zustand arbeitet das Hydrauliksystem 39 automatisch mit einem hohen Druck.
In dieser Betriebsart kann das maximale Hubmoment des Drehkranes 4 voll ausgenützt
werden. Befinden sich die Stützbeine 32 nicht in der Arbeits- sondern in der dargestellten
Ruhe- oder Überstellposition, so arbeitet das Hydrauliksystem 39 automatisch mit niederem
Druck, bei dem das maximale Lastmoment entsprechend reduziert ist. Um einen von der
jeweiligen Arbeitsposition des Drehkranes 4 unabhängigen sicheren Betrieb zu gewährleisten,
steht die Überlastabschaltvorrichtung 24 des Hydrauliksystems 39 mit der Mikro-Prozessorsteuerung
43 und den verschiedenen Meßeinrichtungen 25,26,27,28,35,41 in Verbindung.
[0023] Der Druckmeßgeber 25 liefert Signale an die Mikro-Prozessorsteuerung 43, die als
Ist-Wert dem jeweiligen auf den Drehkran 4 einwirkenden Lastmoment entsprechen.
[0024] Mit Hilfe der Meßeinrichtungen 26,27,28,35 und 41 wird in der Mikro-Prozessorsteuerung
43 in Summe ein Referenzmeßwert gebildet, der dem von der jeweiligen Arbeitsstellung
des Drehkranes 4 abhängigen, maximal zulässigen Lastmoment entspricht. Mit Hilfe der
Schwenkwinkel-Meßeinrichtung 27 wird genau erfaßt, welchen Schwenkwinkel α der Drehkran
4 in bezug auf die Ebene 36 einschließt. Außerdem wird dabei eruiert, ob sich der
Kranausleger 18 auf der linken oder rechten Maschinenhälfte 46 bzw. 47 befindet. Ist
der Schwenkwinkel α kleiner 20°, so kann der Drehkran 4 mit dem vollen Lastmoment
belastet werden. Ist der Winkel größer als 20°, erfolgt durch die Mikro-Prozessorsteuerung
43 eine entsprechend vorgegebene und von den konstruktiven Details des Drehkranes
4 abhängige Verkleinerung des Meßsignals, so daß dieses mit dem der jeweiligen Winkellage
entsprechenden höchstzulässigen Lastmoment identisch ist.
[0025] Durch die Querneigungs-Meßeinrichtung 26 erfolgt eine von der Schräglage in Gleisbögen
abhängige Beeinflussung des Meßsignales. Befindet sich der Kranausleger 18 auf der
Seite der höher gelegenen (linken) Maschinenhälfte 46, so wird das Meßsignal entsprechend
verstärkt. Das heißt, daß in diesem Fall ein größeres Lastmoment zulässig ist. Befindet
sich der Kranausleger 18 hingegen auf der tiefergelegenen Maschinenhälfte, dann wird
das Meßsignal und damit der Referenzmeßwert entsprechend reduziert.
[0026] Da das höchstzulässige Lastmoment auch von der Länge des Kranauslegers 18 abhängig
ist, erfolgt eine entsprechende Beeinflussung des Referenzmeßwertes in Abhängigkeit
der durch die Längen-Meßeinrichtung 28 abgegebenen Meßsignale.
[0027] Da der Knickarm 12 mitsamt den Schubarmen 13 durch den Knickzylinder 15 nach oben
verschwenkbar ist, wird das höchstzulässige Lastmoment auch durch diese Lage der Schubarme
13 in bezug auf eine Vertikale beeinflußt. Diese Position wird durch die Meßeinrichtung
41 erfaßt.
[0028] Der in der Mikro-Prozessorsteuerung 43 gebildete Referenzmeßwert wird in der Differenzbildungseinheit
44 dem durch den Druckmeßgeber 25 abgegebenen Ist-Wert gegenübergestellt. Für den
Fall, daß der Ist-Wert größer ist, erfolgt eine sofortige Aktivierung der Überlastabschaltvorrichtung
24, wodurch ausschlieβlich lastmomentverkleinernde Bewegungen der Haupt- und Knickarme
11,12 sowie der Schubarme 13 und des Drehantriebes 19 durchführbar sind. Außerdem
kann in diesem Fall eine Last, die mit einer Seilwinde 48 gehoben wurde, nur mehr
abgesenkt werden. Für den Fall, daß der Referenzmeßwert kleiner als der Ist-Wert ist,
erfolgt keine Aktivierung bzw. ein Abschalten der Überlastabschaltvorrichtung 24 und
es kann ohne Beeinflussung der Antriebe 14,15,17,19 weiter gearbeitet werden.
[0029] Wahlweise kann mit Hilfe einer weiteren Meßeinrichtung 49 auch der Abstand des Gegengewichtes
22 zur Kransäule 10 eruiert werden. Unter Miteinbeziehung der abgegebenen Meßsignale
kann der in der Mikro-Prozessorsteuerung 43 gebildete Referenzmeßwert entsprechend
beeinflußt werden. Eine weitere Ergänzungsmöglichkeit besteht auch noch in der Anordnung
einer weiteren Meßeinrichtung zur Erfassung des Querverschiebeweges der durch eigene
Antriebe quer zur Maschinenlängsrichtung verschiebbar ausgebildeten Stützbeine 32.
Auf diese Weise könnte das maximal zulässige Lastmoment mit zunehmender Ausschublänge
der Stützbeine 32 entsprechend vergrößert werden.
[0030] Da mit Hilfe der verschiedenen Meßeinrichtungen bzw. dem ständigen Vergleich zwischen
Ist- und Referenzmeßwert unabhängig von der jeweiligen Position des Kranauslegers
18 das jeweils maximal zulässige Lastmoment ausgenutzt werden kann, ist ein effizienterer
Arbeitseinsatz des Drehkranes 4 gewährleistet.
1. Gleisverfahrbare Maschine (1) mit einem einen verlängerbaren Kranausleger (18) und
Antriebe (14,15,17,19) aufweisenden Drehkran (4), der auf einem Maschinenrahmen (2)
mit Schienenfahrwerken (3) drehbar gelagert und durch einen Hubzylinder (14) höhenverstellbar
ist, dadurch gekennzeichnet, daß den Antrieben (14,15,17,19) des Drehkranes (4) eine
Steuereinrichtung (23) zugeordnet ist, die zur Bildung eines Referenzmeßwertes, der
dem maximal zulässigen Lastmoment des Drehkranes (4) in seiner jeweiligen Arbeitsposition
entspricht, mit wenigstens einer Meßeinrichtung aus der Gruppe:
a) Querneigungs-Meßeinrichtung (26) zur Erfassung der Gleisquerlage,
b) Schwenkwinkel-Meßeinrichtung (27) zur Erfassung des Drehwinkels des Drehkranes
(4) in bezug auf die Maschinenlängsrichtung,
c) Längen-Meßeinrichtung (28) zur Erfassung der Längenveränderung des Kranauslegers
(18),
d) Signalgeber (35) zur Erfassung der Überstell- bzw. Arbeitsposition von mit dem
Maschinenrahmen (2) verbundenen und durch Antriebe (33) vertikal verstellbaren Stützbeinen
(32),
sowie mit einem Druckmeßgeber (25) zur Erfassung des Druckes im Hubzylinder (14)
in Verbindung steht, und daß die Steuereinrichtung (23) eine Differenzbildungseinheit
(44) für einen Vergleich des Referenzmeßwertes mit einem vom Druckmeßgeber (25) abgegebenen
Ist-Wert aufweist, und daß die Steuereinrichtung (23) mit einer Überlastabschaltvorrichtung
(24) verbunden ist.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils einem durch Schubzylinder
(17) in deren Längsrichtung verschiebbaren und in einem Knickarm (11) des Kranauslegers
(18) gelagerten Schubarm (13) eine als Seilzugpotentiometer (29) ausgebildete Längenmeßeinrichtung
(28) zugeordnet ist.
3. Maschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß einem zur
Verschwenkung des auf einem Hauptarm (11) gelagerten Knickarmes (12) um eine senkrecht
zu dessen Längsrichtung sowie horizontal verlaufende Schwenkachse (16) vorgesehenen
Knickzylinder (15) eine Meßeinrichtung (41) zur Erfassung der jeweiligen Winkellage
zwischen Knick- und Hauptarm zugeordnet ist.
4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (41) als
Seilzugpotentiometer zur Erfassung der Längenveränderung des Knickzylinders (15) ausgebildet
ist.
5. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (41) als
koaxial zur Schwenkachse (16) positioniertes Drehpotentiometer ausgebildet ist.
6. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Querneigungs-Meßeinrichtung
(26) als mit dem Maschinenrahmen (2) verbundenes, ein gedämpftes Pendelgewicht aufweisendes
Pendel ausgebildet ist.
7. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Drehkran
(4) ein durch einen Antrieb (21) in einer horizontalen Ebene senkrecht zur Schwenkachse
(16) verschiebbares Gegengewicht (22) zugeordnet ist, das auf einer den Hauptarm (11)
und den Hubzylinder (14) lagernden, durch einen Drehantrieb (19) um eine vertikale
Achse (20) drehbaren Kransäule (10) gelagert ist.
8. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkwinkel-Meßeinrichtung
(27) aus einem der linken bzw. der rechten Maschinenhälfte (46,47) zugeordneten positiven
bzw. negativen Signalbereich zusammengesetzt ist, wobei beiden Signalbereichen eine
gemeinsame Null-Lage zugeordnet ist, die in einer in Maschinenlängsrichtung und durch
die Achse (20) verlaufenden Ebene (36) positioniert ist.
9. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkran
(4) auf einem - bezüglich der Maschinenlängsrichtung gesehen - Längsende eines Hilfsrahmens
(5) befestigt ist, der durch einen Drehantrieb (7) in einem Bereich von 180° um eine
vertikale Drehachse (8) gegenüber dem Maschinenrahmen (2) verschwenkbar ist.