DE1271941B - Hydraulischer Drehmotor zum Verschwenken des Auslegers eines Kranes - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES WJmWl· PATENTAMT Int. σ.:

B 66 c

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 35 b-3/19

Nummer: 1271 941

Aktenzeichen: P 12 71 941.4-22 (A 47193)

Anmeldetag: 29. September 1964

Auslegetag: 4. Juli 1968

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Drehmotor zum Verschwenken des Auslegers eines Kranes, insbesondere Schiffskranes, der aus wenigstens zwei je für sich über einen begrenzten Drehwinkel drehbaren, zweiflügeligen Motorabschnitten besteht, die miteinander gekoppelt sind.

Die Verwendung von zwei miteinander gekoppelten Motorabschnitten macht es möglich, daß der hydraulische Drehmotor um einen Winkel drehbar ist, der ein Vielfaches der Drehwinkel jedes Motorabschnitts beträgt. Die Verwendung von zweiflügeligen Motorabschnitten ist insofern von Bedeutung, als dadurch symmetrische Belastungsverhältnisse erhalten werden, was für hydraulische Drehmotoren, die zum Verschwenken des Auslegers eines Kranes, insbesondere Schiffskranes, wegen der sehr hohen aufzubringenden Kräfte außerordentlich wesentlich ist.

Es ist bereits ein aus zwei mitemander gekoppelten Motorabschnitten bestehender hydraulischer Drehmotor bekannt (vgl. Zeitschrift »Machine Design«, 22. März 1962, S. 43 bis 47); bei dieser bekannten Anordnung sind zwei Einstufenmotoren miteinander gekoppelt, wobei die Koppelung dieser beiden Einstufenmotoren im wesentlichen über zwei gegeneinander zur Anlage gebrachten Flanschringe erfolgt, die, um die notwendige Festigkeit zu gewährleisten, beträchtlich über den Außenumfang der beiden Motorgehäuse herausragen. Diese durch die Verbindungsflansche bedingte radiale Vergrößerung des hydraulischen Drehmotors ist jedoch von großem Nachteil, wenn es sich um einen hydraulischen Drehmotor zum Verschwenken des Auslegers eines Kranes, insbesondere Schiffskranes, handelt, da dadurch ein unerwünscht großer Abstand zwischen der Schwenkachse des Auslegers und dem hydraulischen Drehmotor notwendig wird. Da von einem hydraulischen Drehmotor zur Betätigung eines Kranes außerordentlich große Kräfte aufzubringen sind, werden besonders hohe Anforderungen an die Festigkeit und Dichtigkeit des Drehmotors gestellt. Bei dem bekannten, im wesentlichen aus zwei Einstufenmotoren zusammengesetzten zweistufigen Drehmotor ergeben sich in Verbindung mit der Frage der Abdichtung jedoch beträchtliche Schwierigkeiten im Bereich der Verbindungsstelle zwischen den beiden Einstufenmotoren.

Es ist bei hydraulischen Drehmotoren an sich bekannt, jede der Kammergruppen des ersten Motorabschnitts mit einer der Kammergruppen des zweiten Motorabschnitts über Druckleitungen zu verbinden.

Hydraulischer Drehmotor zum Verschwenken
des Auslegers eines Kranes

Anmelder:

A/S Bergens Mekaniske Verksteder,

Bergen (Norwegen)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Meissner, Patentanwalt,

2800 Bremen, Slevogtstr. 21

Als Erfinder benannt:

Finn Floer, Fana (Norwegen)

Beanspruchte Priorität:

Norwegen vom 3. Oktober 1963 (150 322)

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen zweistufigen hydraulischen Drehmotor derart auszubilden, daß er für den Antrieb des Auslegers eines Kranes, insbesondere Schiffkranes, einen maximalen, mindestens einen über 180° hinausgehenden Drehwinkel ermöglicht, wobei der Drehmotor so gestaltet sein soll, daß er so nah wie möglich an die Schwenkachse des Auslegers herangebracht werden kann sowie die bei dem bekannten Drehmotor im Bereich der Verbindungsstelle zwischen den beiden miteinander gekoppelten Einstufenmotoren auftretenden Schwierigkeiten hinsichtlich der Abdichtung vermieden werden.

Zur Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe wird ein hydraulischer Drehmotor vorgeschlagen, der dadurch gekennzeichnet ist, daß er ein einstückiges, drehbares Rohrgehäuse aufweist, an dessen Innenwand in Längsabstand voneinander zwei Gruppen von diametral gegenüberliegenden Trennwänden befestigt sind, und daß der erste Motorabschnitt eine feststehende Achse mit den auswärts gerichteten radialen Flügeln, die mit der ersten Gruppe von Trennwänden zwei Gruppen von Kammern bilden, und der zweite Motorabschnitt eine drehbare Gruppe mit den auswärts gerichteten radialen Flügeln, die mit der zweiten Gruppe von Trennwänden zwei weitere Gruppen von Kammern bilden, enthält, wobei in an sich bekannter Weise jeder der Kammergruppen des ersten Motorabschnitts mit einer der Kammergruppen des zweiten Motor-

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abschnitte über Druckleitungen in Verbindung steht, wobei jeweils eine Kammergruppe des ersten Motorabschnitts zusammen mit einer zugeordneten Kammergruppe des zweiten Motorabschnitts beaufschlag- bzw. entleerbar ist, derart, daß das Rohrgehäuse relativ zur feststehenden Achse und die drehbare Achse relativ zum Rohrgehäuse bei gleicher Umdrehungsrichtung für dieses drehbar ist.

Der hydraulische Drehmotor ist sehr einfach und widerstandsfähig und gibt ein hohes Drehmoment ab. Zwei wichtige Merkmale des hydraulischen Drehmotors sind erstens, daß die radialen Kräfte an der Schwenkachse im wesentlichen gleichmäßig sind, da diametral gegenüberliegende Druckkammern verwendet werden, und zweitens, daß leicht eine ausgezeichnete Abdichtung der Drucköl enthaltenden Kammern gegen die Atmosphäre und gegen die drucklosen Kammern zu erreichen ist. Hierdurch wird die Anwendung eines verhältnismäßig hohen Drucks in der Einrichtung ermöglicht, wodurch das Drehmoment weiter erhöht werden kann, ohne die Abmessungen des Drehmotors vergrößern zu müssen.

Infolge der Verwendung eines einstückigen drehbaren Rohrgehäuses können weiterhin die bei der bekannten Anordnung notwendigen Verbindungsflansche wegfallen, so daß die lotrechte Schwenkachse des Auslegers numehr näher an den Schiffsmast verlegt werden kann, als es bisher möglich gewesen ist.

Ein Ausführunsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt. In diesen zeigt

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Krananordnung,

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch den hydraulischen Drehmotor des Kranes in F i g. 1,

Fig. 3 eine Aufsicht auf die Krananordnung nach

F i g. 4 eine Aufsicht des Sockelringes der Krananordnung nach Fig. 1,

F i g. 5 einen waagerechten Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 2,

F i g. 6 einen waagerechten Schnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 2,

F i g. 7 einen waagerechten Schnitt nach der Linie VIt-VII in Fig. 2 und

F i g. 8 einen waagerechten Schnitt nach der Linie VIII-VIII in Fig. 2.

Gemäß Fig. 1 ist an einem Schiffsmast 10 ein Ausleger 11 durch Bolzen 12 befestigt, die in Lagern 13 sitzen. Die Lagerwangen 14 für diese Lager hängen mit einer Tragplatte 15 zusammen, die an dem oberen Achszapfen 16 eines hydraulischen Drehmotors 17 befestigt ist. Ausbildung und Wirkungsweise des letzteren sind nachstehend näher erläutert.

Der Achszapfen 16 ist in einem waagerechten Lager 18 drehbar, das an einem Bock 19 befestigt ist, der an dem Schiffsmast 10 gehalten ist. An dem Lager 18 ist außerdem ein Tragarm 21 für eine Rolle 22 befestigt, über die das Zugseil 23 der Ladewinde (nicht dargestellt) läuft.

Auf dem Deck 24 ist neben dem Schiffsmast ein Sockelring 25 angeordnet. In diesem ist ein unterer Achszapfen 26 des hydraulischen Drehmotors fest angebracht. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, verlaufen zwei hydraulische Leitungen 27 und 28 von der Unterseite des Decks 24 in den hydraulischen Drehmotor 17. Diese Leitungen kommen von einem hydraulischen Steuerventil 29, das über zwei Leitungen 30 und 31 mit einer hydraulischen Pumpe 32 verbunden ist. Mittels des Steuerventils 29, das ein gewöhnliches Vierwegeventil bekannter Ausführung ist, kann Drucköl nach Belieben der einen oder anderen ο Leitung 27 oder 28 zugeführt werden, während die andere Leitung 28 oder 27 mit der Rückleitung zur hydraulischen Pumpe verbunden ist.

Die Einzelheiten des Drehmotors sind aus F i g. 2 ersichtlich. Der erwähnte untere Achszapfen 26 ist

ίο mit einer ersten unteren Wange 33, einer Achse 34 und einer zweiten oberen Wange 35 fest verbunden. Auf der damit feststehenden Achse 34 sitzen diametral gegenüber zwei Flügel 36 und 37, die sich radial nach außen erstrecken und bündig mit den Wangen 33 und 35 endigen. Die Teile 26, 34, 35, 36 und 37 bilden zusammen eine starre Einheit, die den Rotor eines Drehmotors darstellt; dieser Rotor ist in der unteren Hälfte der Bohrung 39 eines drehbaren Rohrgehäuses 38 untergebracht. An der Innenwand dieser Bohrung 39 ist eine erste Gruppe von zwei diametral gegenüberliegenden Trennwänden 40 und 41 befestigt, die sich einwärts zur Achse 34 erstrekken und an dieser sowie an den Innenseiten der Wangen 33 und 35 dicht anliegen.

Auf diese Weise werden, wie aus den Querschnitten in F i g. 5 und 6 hervorgeht, Druckkammern 42.4 und 425 zwischen dem Flügel 36 und der Trennwand 40 bzw. dem Flügel 37 und der Trennwand 41, ferner Druckkammern 43^4 und 43 B zwischen dem Flügel 36 und der Trennwand 41 bzw. dem Flügel

37 und der Trennwand 40 gebildet. Die Druckkammern 42^4 und 42 B der ersten Gruppe sind untereinander über eine radiale Bohrung 44 (F i g. 5) und mit der Leitung 27 über eine axiale Bohrung 45 (Fig. 2) in der Wange 33 verbunden. Die Druckkammern 43^4 und 43 B der zweiten Gruppe sind miteinander über eine radiale Bohrung46 (Fig. 6) und mit der Leitung 28 über eine axiale Bohrung 47 (F i g. 2) in der Wange 33 verbunden.

Während in der unteren Hälfte des Rohrgehäuses

38 die Teile 26, 33, 34, 35, 36 und 37 sitzen, nimmt die obere Hälfte einen Rotor auf, der eine untere Wange 48, eine drehbare Wange 49 und eine obere Wange 50 aufweist. An der oberen Wange 50 ist der obere Achszapfen 16 des hydraulischen Drehmotors 17 befestigt.

An der Achse 49 sitzen diametral gegenüber zwei Flügel 51 und 52, die sich radial nach außen erstrekken und bündig mit den Wangen 48 und 50 enden.

Wie zuvor, bilden die Teile 16, 48, 49, 50, 51 und 52 einen Rotor eines Drehmotors, der in dem Rohrgehäuse 38 untergebracht ist. Die beiden Rotoren sind somit in dem einzigen, einstückigen Rohrgehäuse 38 untergebracht. Auch in diesem Fall sind an der Innenwand der Bohrung 39 diametral gegenüber zwei Trennwände 54 und 53 befestigt, die sich einwärts zur Achse 49 erstrecken und an dieser sowie an den Flügeln 48 und 50 dicht anliegen.
Hierbei werden, wie aus den Querschnitten in Fig. 7 und 8 hervorgeht, Druckkammern 55 ^4 und 551? zwischen dem Flügel 51 und der Trennwand 53 bzw. dem Flügel 52 und der Trennwand 54 sowie Druckkammern 56^4 und 562? zwischen dem Flügel 51 und der Trennwand 54 bzw. dem Flügel 52 und der Trennwand 53 gebildet. Die Druckkammern 55^4 und 551? sind miteinander über eine Bohrung 57 (F i g. 7) in der Achse 49 und die Druckkammern 56^4 und 560 miteinander über eine Bohrung 58

(F i g. 8) verbunden. Ferner sind Leitungen 59 und 60 an der Außenseite des Rohrs 38 angeordnet, von denen die Leitung 59 die Druckkammern 42 v4 und 42B der ersten Gruppe in Fig. 5 mit den Druckkammern 55 A und 55B der ersten Gruppe in Fig. 7 verbindet, während die Leitung 60 die Druckkammern 43/1 und 435 der zweiten Gruppe in Fig. 5 mit den Druckkammern 56 A und 56 B der zweiten Gruppe in F i g. 7 verbindet.

Dichtungen 61 (Fig. 2) dienen der Abdichtung der einzelnen Teile in dem hydraulischen Drehmotor.

Hiernach ergibt sich aus Fig. 5, daß, wenn Drucköl in Leitung 27 und von da in die Druckkammern 42 A und 42 B gelangt, während Leitung 28 und mit ihr die Druckkammern 43 A und 43 B mit der Rückleitung zur Pumpe verbunden sind, eine Kraft erzeugt wird, die auf die Flügel 36 und 37 im Uhrzeigersinn und auf die Wangen 40 und 41 gegen den Uhrzeigersinn wirkt. Da die Flügel 36 und 37 fest mit der Achse 34 und mit dem Achszapfen 26 verbunden sind, der seinerseits an dem Deck 24 durch den Sockelring 25 befestigt ist, werden diese Teile festgehalten, während die Wangen 40 und 41 gegen den Uhrzeigersinn angetrieben werden. Das Rohrgehäuse 38, in dem die Wangen festsitzen, wird sich daher in der gleichen Richtung drehen.

Auf diese Weise dreht sich der obere Rotor in bezug auf den unteren festen »Rotor«. Nun wird aber, wie oben erwähnt, Drucköl aus den Druckkammern 42 A und 42 B über die Leitung 59 in die Druckkammern 55 y4 und 55 B geleitet und so ein Druck auf die Flügel 51 und 52 gegen den Uhrzeigersinn ausgeübt. Da dieser Rotor sich frei drehen kann, von seiner Verbindung mit dem Kranausleger abgesehen, werden die Flügel 51 und 52 gegen den Uhrzeigersinn angetrieben.

Es wird nun angenommen, daß die verschiedenen Druckkammern in dem hydraulischen Drehmotor gleichen Querschnitt besitzen. Alsdann wird bei der Drehung des Achszapfens 16 der Drehwinkel das Doppelte von dem betragen, um den das Rohrgehäuse 38 in bezug auf den Achszapfen 26 gedreht wird. Da es möglich ist, das Rohrgehäuse 38 um einen Winkel von etwa 140° in bezug auf den Achszapfen 26 zu drehen, kann somit der Achszapfen 16 um etwa 280° in bezug auf den Achszapfen 26 gedreht werden, Das Schwenken des Auslegers kann daher mit dem gleichen Höchstausschlag erfolgen, wie gestrichelt in F i g. 3 angedeutet ist.

Bei der für Schiffskrane üblichen Anordnung, nämlich mit einem Mast, der ein Kopfseil aufnimmt, an dem der Ausleger hängt, stellt dieser Winkelausschlag von 280° im wesentlichen den größtmöglichen Drehwinkel dar, da der Schiffsmast eine weitere Drehung nicht zuläßt. Doch ist es gegebenenfalls

auch möglich, einen größeren Drehwinkel, sogar über 360°, nämlich etwa 420°, zu erreichen, indem drei Rotoren verwendet werden, die sinngemäß hintereinander in axial fluchtenden Rohrgehäusen ange-5 ordnet sind. Ebenso ist es auch möglich, ein größeres Drehmoment in dem hydraulischen Drehmotor dadurch zu erreichen, daß dreiflügelige Rotoren verwendet werden. Allerdings ist in diesem Fall der größte Drehwinkel kleiner, nämlich etwa 170 bis ίο 180°, doch kann dies wiederum ausgeglichen werden, indem z. B., wie erwähnt, drei Rotoren in der Achsrichtung hintereinander angeordnet werden.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Hydraulischer Drehmotor zum Verschwenken des Auslegers eines Kranes, insbesondere Schiffskranes, der aus wenigstens zwei je für sich über einen begrenzten Drehwinkel drehbaren zweiflügeligen Motorabschnitten besteht, die miteinander gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Drehmotor (17) ein einstückiges, drehbares Rohrgehäuse (38) aufweist, an dessen Innenwand in Längsabstand voneinander zwei Gruppen von diametral gegenüberliegenden Trennwänden (40, 41, 53, 54) befestigt sind, und daß der erste Motorabschnitt eine feststehende Achse (34) mit den auswärts gerichteten radialen Flügeln (36, 37), die mit der ersten Gruppe von Trennwänden (40, 41) zwei Gruppen von Kammern (42 A, 42 B, 43A, 43B) bilden, und der zweite Motorabschnitt eine drehbare Achse (49) mit den auswärts gerichteten radialen Flügeln (51, 52), die mit der zweiten Gruppe von Trennwänden (54, 53) zwei weitere Gruppen von Kammern (56 A, 56B, 55A, 55B) bilden, enthält, wobei in an sich bekannter Weise jede der Kammergruppen des ersten Motorabschnitts mit einer der Kammergruppen des zweiten Motorabschnitts über Druckleitungen (59, 60) in Verbindung steht und wobei jeweils eine Kammergruppe (42A, 42B; 43A, 43B) des ersten Motorabschnitts zusammen mit einer zugeordneten Kammergruppe (55Λ, 555; 56Λ, 565) des zweiten Motorabschnitts beaufschlag- bzw. entleerbar ist, derart, daß das Rohrgehäuse relativ zur feststehenden Achse und die drehbare Achse relativ zum Rohrgehäuse bei gleicher Umdrehungsrichtung wie dieses drehbar ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Französische Patentschrift Nr. 1 296 842;
   Zeitschrift »Machine Design«, 22. März 1962, S. 47, Fig. 12.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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