КРАН Российский патент 2017 года по МПК B66C23/94 

Изобретение относится к крану, в частности, к башенному крану со стрелой, которая выполнена с возможностью поворота вокруг вертикальной оси вращения поворотной части, и тормозом, действующим во внеэксплуатационном состоянии, который допускает и замедляет вращение стрелы крана, находящегося во внеэксплуатационном состоянии.

В башенных кранах, но также и в других типах кранов, стрела вращается вокруг вертикальной оси вращения поворотного механизма, в котором поворотный механизм для этой цели может включать в себя привод поворотного механизма, например, электромотор, энергия привода которого, преобразуется во вращательное движение стрелы посредством зубчатой передачи поворотного механизма, например, планетарной передачи. В так называемых верхнеповоротных кранах, стрела вращается относительно башни, которая несет стрелу, в то время как, в так называемых нижнеповоротных кранах, вся башня вместе с установленной на ней стрелой, вращается относительно тележки или опорного основания.

При работе крана, вращательные движения управляются соответствующим воздействующим приводом поворотного механизма, в котором, для торможения и также для фиксации в определенном положении при вращении, используется тормоз поворотного механизма. В целях обеспечения техники безопасности, такой тормоз поворотного механизма обычно является тормозом, находящимся под воздействием силы смещения, которая приводит тормоз в положение торможения, например, используя пружинное средство, и может воздействовать посредством исполнительного механизма, обеспечивая возможность вращения.

В отключенном состоянии или во внеэксплуатационном состоянии, когда кран отключен, желательно, однако, чтобы кран имел возможность вращаться, чтобы выровнять себя по соответствующему направлению ветра. Так как, например, башенные краны, благодаря их противовесу, на много более устойчивы к движению опрокидывания в плоскости стрелы, чем к движению опрокидывания в плоскости перпендикулярной к плоскости стрелы, проходящую вертикально через стрелу, то кран следует выровнять, из-за того, что сильный ветер дует с тыльной стороны, и стрела выравнивается ветром в плоскости, на сколько это возможно, параллельной направлению ветра, поскольку в противном случае, кран будет находиться под угрозой опрокидывания или будет необходим дополнительный противовес. Для обеспечения автоматического выравнивания крана по направлению ветра, ветровое размыкающее устройство ассоциировано в рабочем тормозе или в тормозе поворотного механизма, который прокачивает тормоз, обычно находящийся под воздействием силы смещения в положении торможения, когда кран не эксплуатируется. Данное положение «окончания работы» тормоза поворотного механизма может регулироваться посредством ручного исполнительного рычага, но возможно также использовать и механизированный привод прокачки тормоза, который может перемещать исполнительный механизм тормоза в фиксированное нетормозящее положение до момента отключения крана. Такое ветровое размыкающее устройство, предназначенное для тормоза поворотного механизма башенного крана, показано, например, в документе EP 1422188 B1.

При неблагоприятной ветровой обстановке, однако, свободное вращение крана, находящегося во внеэксплуатационном состоянии, может привести к неустойчивости крана из-за самовращения. Например, когда кран установлен между двумя зданиями и только стрела или только контрстрела находятся под воздействием ветра, то только стрела или контрстрела каждая самостоятельно находятся под воздействием ветровой нагрузки, что может придать быстрое вращение крану, так как кран не остановлен, когда стрела вращается под воздействием ветра или до того, как ветер воздействует на контрстрелу. В результате, стрела и контрстрела альтернативно могут находиться под воздействием ветра, так что усиление цикличных порывов ветра может привести к авторотации крана, которое вращает кран слишком быстро и опрокидывает кран.

Для предотвращения такой нежелательной авторотации, был уже предложен вариант, при котором поворотный механизм вращается не совсем без тормоза во внеэксплуатационном состоянии крана, но с установленным дополнительным тормозом для поворотного механизма, который позволяет осуществлять вращательное движение крана под воздействием ветра, но в тоже время осуществляет легкое торможение, чтобы минимизировать влияние вышеописанной авторотации. Например, было предложено установить облегченный тормоз, крана, находящегося во внеэксплуатационном состоянии, на выходе передачи поворотного механизма, который применяет ограниченный тормозящий момент против вращения крана, который меньше, чем крутящий момент, образованный ветровой нагрузкой, так, что кран все еще способен выровняться по ветру, но только имеет возможность вращаться с незначительной скоростью вращения.

Такой дополнительный тормоз, однако, имеет сложную конструкцию с точки зрения создания тормозящего момента, чтобы быть равноподходящим как для различной ветровой обстановки, так и для различных позиций крана. Например, с умеренной ветровой нагрузкой значительный тормозящий момент может привести к тому, что кран не будет выровнен надлежащим образом, тогда как при очень неблагоприятной ветровой обстановке с большой скоростью ветра, тот же тормозной момент не будет достаточен для подавления упомянутой авторотации. В башенных кранах с изменяемым вылетом стрелы, изменение позиции вылета стрелы, в которой кран был отключен, также может оказывать влияние на требуемый тормозящий момент.

Таким образом, задачей настоящего изобретения является создание усовершенствованного типа крана, по отношению к описанному выше, в котором отсутствуют недостатки предшествующего уровня техники, и модификацию последнего эффективным образом. В частности для изменения, сложная ветровая обстановка и различные конфигурации крана, возникающие во время отключения крана, вызывают авторотацию, которая влияет на устойчивость крана, таким образом, следует с высокой степенью надежности устранить такую угрозу, но в тоже время, следует обеспечить свободное выравнивание крана по ветру.

Согласно изобретению, упомянутая задача решена посредством крана, охарактеризованного признаками п.1. Предпочтительные аспекты изобретения являются основными пунктами формулы изобретения.

Таким образом, предлагается использовать тормоз, действующий во внеэксплуатационном состоянии крана, где тормозной момент соответствует требуемому, и изменяется при нахождении крана во внеэксплуатационном состоянии. Когда условия являются такими, что поворот крана вызывает опасную авторотацию, то применяется высокий тормозной момент. Когда кран, однако, не выравнивается достаточно, или только медленно поворачивается в предпочтительное положение относительно направления ветра, тормозящий момент отключается или применяется незначительный тормозящий момент. Согласно изобретению, тормоз, действующий во внеэксплуатационном состоянии крана, предназначен для работы в зависимом от скорости вращения режиме при котором, при возрастании скорости вращения крана, возрастает применяемый тормозной момент, по сравнению с малой скоростью вращения крана. Когда кран не вращается совсем или кран очень медленно выравнивается по ветру, торможение не применяется вовсе или применяется совсем незначительное торможение, тогда как, с другой стороны, торможение будет сильным, в случае, когда кран вращается слишком быстро или начинает вращаться слишком быстро. В результате, кран, с одной стороны, всегда имеет возможность поворачиваться в наиболее благоприятное, по отношению к направлению ветра, положение, в то время как, с другой стороны, исключается возникновения режима авторотации.

Что касается зависимости от скорости, то тормоз, действующий во внеэксплуатационном состоянии крана, может быть в принципе выполнен по-разному, и, например, равномерным, например, существует пропорциональная зависимость, которая может быть обеспечена, таким образом, что с возрастанием скорости вращения крана тормозящий момент увеличивается непрерывно. Альтернативно, может быть предусмотрено поступательное увеличение тормозного момента, в частности, так, что скорость вращения крана меньше, чем заданная величина ограничения скорости, то тормоз, действующий во внеэксплуатационном состоянии крана, не применяет тормозящий момент или применяет только очень незначительный тормозящий момент, который по достижению упомянутой величины ограничения скорости вращения крана может иметь постоянное значение или также может возрастать очень медленно, тогда как при превышении упомянутой заданной величины скорости вращения крана, применяется значительный тормозной момент и/или усиленный на один уровень тормозной момент. В соответствии с разработкой изобретения, может быть предусмотрена комбинированная форма использования упомянутого равномерного повышения и упомянутого поступательного увеличения тормозного момента, например, до достижения заданной скорости вращения крана не применяется тормозной момент или применяется только незначительный тормозной момент, например, тогда как при превышении упомянутой скорости вращения крана будет применен существенный тормозной момент, который будет возрастать с увеличением скорости вращения.

В соответствии с изобретением, упомянутый тормоз, действующий во внеэксплуатационном состоянии крана, изготовлен с возможностью работать в обесточенном режиме и/или в отсутствии внешней энергии. Следовательно, кран, находящийся в отключенном режиме, или во внеэксплуатационном состоянии крана, имеет тормоз, действующий во внеэксплуатационном состоянии крана, который готов к работе или может быть приведен в действие без наличия дополнительных источников энергии, таких как, аккумулятор или питающая сеть.

В соответствии с изобретением, упомянутый тормоз, действующий во внеэксплуатационном состоянии крана, содержит центробежный тормоз, который преобразовывает вращение крана в центробежные силы, которые активируют тормоз. В частности, центробежный тормоз может содержать маховик, который находится под воздействием силы смещения в нерабочем положении, в частности, радиально внутрь, вызванной пружинным средством, и соединен с фрикционными накладками, которые прижимаются маховиком в положение торможения, когда центробежная сила достаточна для такого действия.

Посредством регулировки упомянутого средства смещения, которое удерживает маховик в его исходной позиции, можно управлять реакцией центробежного тормоза или скорости вращения, при которой тормоз будет работать, причем средство смещения, в частности, может быть отрегулировано таким образом, что при незначительной скорости вращения крана, тормоз не будет реагировать вовсе и кран может выровнять себя сам свободно по ветру. Когда смещение компенсируется центробежной силой, то эффект торможения будет заметен, причем с дальнейшим увеличением скорости вращения крана, дополнительно возрастают центробежные силы торможения или тормозящий момент будет далее увеличиваться.

Предпочтительно, маховик центробежного тормоза или ротор тормоза, соединенный с ним, может быть соединен с приводным механизмом поворотного механизма, который будет также вращаться при вращении крана, в то время, как стационарная часть тормоза или статор тормоза, который может быть выполнен в виде тормозного барабана, вступающий в зацепление с фрикционными накладками, может быть установлен с возможностью фиксации от вращения или может быть закреплен.

В альтернативном варианте выполнения изобретения, тормоз, действующий во внеэксплуатационном состоянии, может также быть реализованным в виде вязкостной муфты/тормоза или включать в себя такую вязкостную муфту/тормоз. Такая вязкостная или жидкостная муфта сцепления функционирует по гидродинамическому принципу и передает моменты между двумя частями, вращающимися относительно друг друга гидродинамическим способом. В частности, такая вязкостная или жидкостная муфта сцепления может содержать дисковую часть, которая с возможностью вращения помещена в корпусную часть, которая заполнена текущей средой, которая благодаря вращению дисков относительно корпусной части, давит на диски, которые в результате увеличения относительной скорости вращения, генерируют увеличивающийся момент сопротивления, т.е. статор и ротор такой вязкостной или жидкостной муфты сцепления могут легко медленно вращаться относительно друг друга, в то время как увеличивающееся сопротивление применяется против быстрого вращательного движения.

В предпочтительном варианте осуществления, дисковая часть вязкостной муфты/тормоза представляет собой ротор или соединенный с приводным механизмом поворотного механизма, который также вращается с вращением крана, так что диски вращаются в зависимости от скорости вращения крана. Корпусная часть вязкостной муфты/тормоза, с другой стороны, установлена стационарно или может быть закреплена вращательно. Соответственно, может быть использован упомянутый эффект или скоростная зависимость, которая желаемым образом применяет сильный тормозящий момент против быстрого вращения крана, нежели против медленных вращений крана.

В принципе, тормоз, действующий во внеэксплуатационном состоянии, может действовать на или быть соединенным с различными точками или частями приводного механизма поворотного механизма. В соответствии с изобретением, тормоз, действующий во внеэксплуатационном состоянии крана, может быть соединен с быстродействующей стороной передачи поворотного механизма, в частности, части приводного механизма между приводным двигателем и трансмиссионным входным валом или шестерней. Когда используется планетарная передача в качестве передачи поворотного механизма, упомянутый тормоз, действующий во внеэксплуатационном состоянии крана, может быть подключен между центральной шестерней на входной стороне зубчатой передачи поворотного механизма и приводным двигателем.

В соответствии с изобретением, упомянутый тормоз, действующий во внеэксплуатационном состоянии крана, может быть отключен во время работы крана, так что он не блокирует привод поворотного механизма при работе крана или не применяет нежелательное сопротивление к приводу поворотного механизма в случае возникновения необходимых вращательных движений для нормального функционирования крана. Отключение тормоза, действующего во внеэксплуатационном состоянии крана, во время работы крана, в принципе, может быть осуществлено различными способами. Например, когда вязкостная муфта/тормоз работает, как описано выше, и установлена в приводной механизм между приводным двигателем и зубчатой передачей поворотного механизма, средство отключения может содержать перемычку, посредством которой, осуществляется взаимодействие с упомянутой вязкостной муфтой/тормозом, так, что приводное перемещение приводного двигателя может быть передано на выходной вал или выходную шестерню приводного механизма без ухудшения качества работы вязкостной муфты/тормоза. Перемычка, например, может содержать коммутирующий элемент соединения, который не вращательно соединяет дисковую часть с корпусной частью - вязкостной муфты/тормоза, так что крутящий момент передается непосредственно и без гидродинамической компенсации.

Как альтернатива размещению между приводным двигателем и зубчатой передачей приводного механизма, вязкостная муфта/тормоз может быть соединена с зубчатой передачей поворотного механизма через ответвление, например, через параллельный вал, причем в этом случае, корпусная часть вязкостной муфты/тормоза может быть установлена неподвижно или закреплена, тогда как ротор или дисковая часть может быть соединена с зубчатой передачей поворотного механизма, например, с центральной шестерней через упомянутый параллельный вал. Для того чтобы иметь возможность отключить вязкостную муфту/тормоз во время работы крана, средство отключения содержит муфту, посредством которой дисковая часть или ротор могут быть отсоединены от зубчатой передачи поворотного механизма. Альтернативно или дополнительно, муфта может быть также использована для отпускания корпусной части вязкостной муфты/тормоза, так что вязкостная муфта может свободно вращаться во время работы крана.

Когда центробежный тормоз используется в качестве тормоза, действующего во внеэксплуатационном состоянии крана, он также может быть соединен с приводным механизмом между приводным двигателем и зубчатой передачей поворотного механизма или выходным валом поворотного механизма или привода, при этом в данном случае, средство отключения для отключения тормоза, действующего во внеэксплуатационном состоянии крана, во время работы крана, аналогично может содержать средство блокировки, которое может блокировать или стопорить подвижность маховика или фрикционные накладки, так что не может больше перемещаться в его тормозящее положение. В частности, средство блокировки может удерживать маховик в его напряженном исходном положении, так что даже под влиянием центробежной силы тормоз не может давить извне. В принципе, однако, достаточно только просто блокировать мобильность до такой степени, чтобы прекратить воздействие тормозной системы. Средство блокировки здесь может быть образовано различными способами, например, в виде штыревого цоколя или скользящей манжеты, которая удерживает маховик в его позиции не торможения.

Альтернативно или дополнительно к такой блокировке маховика, центробежный тормоз также может быть отключен, выключением тормозного барабана. В частности, тормозной барабан может аксиально перемещаться, например, невращательно, но аксиально перемещаться в зубчатом зацеплении или в шлицевом соединении, таким образом, чтобы тормозной барабан мог быть перемещен в диапазоне действия маховика и закрепленных на нем фрикционных накладок, так что маховик толкает фрикционные накладки в незаполненное пространство, так сказать. Альтернативно или дополнительно, средство отключения также может содержать муфту сцепления, посредством которой, закрепленный тормозной барабан может быть отпущен, таким образом, он может вращаться свободно, когда фрикционные накладки не применяются для торможения.

Альтернативно, упомянутый центробежный тормоз может также не быть установлен непосредственно в приводной механизм между приводным двигателем и выходным валом поворотного механизма, но может быть соединен с приводным механизмом через ответвление. В данном случае, средство отключения, как описано ранее, для вязкостной муфты/тормоза может содержать средство соединения для отсоединения двигателя, соединенного с приводным механизмом поворотного механизма и/или закрепленного статора центробежного тормоза, чтобы или отсоединить полностью муфту сцепления центробежной силы от приводного механизма, или отключить неподвижный статор тормоза, так, чтобы центробежный тормоз мог вращаться свободно, при необходимости.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения, упомянутый тормоз, действующий во внеэксплуатационном состоянии крана, может иметь дополнительно обычный рабочий тормоз поворотного механизма, который используется во время работы крана, чтобы замедлить вращательное движение крана или удерживать кран к определенной позиции. Альтернативно такому рабочему тормозу поворотного механизма, тормоз, действующий во внеэксплуатационном состоянии крана, может быть изготовлен так, чтобы не удерживать кран в определенном повернутом положении, но просто применяться для замедления вращательного движения, например, возникшего под воздействием ветра. Это может быть достигнуто, в частности, тогда, когда тормоз, действующий во внеэксплуатационном состоянии крана, применяет только ограниченный крутящий момент, который значительно меньше, чем крутящий момент рабочего тормоза. Например, тормоз, действующий во внеэксплуатационном состоянии крана, может быть разработан так, чтобы применять от 1/6 до 2/3, предпочтительно, около от 40% до 60%, от максимального значения тормозного усилия рабочего тормоза поворотного механизма. Например, когда рабочий тормоз поворотного механизма выполнен с возможностью создавать тормозной момент, равный 80 Nm, тормоз, действующий во внеэксплуатационном состоянии крана, для применения максимального тормозного момента - на скорости вращения крана, обычно вызванного воздействие ветра - может применять около 40 Nm.

В зависимости от типа крана и условий использования, другие величины для тормозного момента могут быть целесообразными, где для многих условий эксплуатации максимальное значение силы торможения тормоза, действующего во внеэксплуатационном состоянии крана, могут иметь около 50% от максимальной величины силы торможения рабочего тормоза поворотного механизма.

В соответствии с изобретением, вышеупомянутое средство отключения, предназначенное для отключения тормоза, действующего во внеэксплуатационном состоянии крана, во время работы крана, может содержать ручное исполнительное устройство, которое предназначено для ручного отключения и/или включения тормоза, действующего во внеэксплуатационном состоянии крана. Альтернативно или дополнительно, такому ручному исполнительному устройству может быть ассоциировано с тормозом, действующим во внеэксплуатационном состоянии крана, исполнительное устройство, управляемое внешней энергией, посредством которого отключается и/или включается тормоз, действующий во внеэксплуатационном состоянии крана, при помощи внешней энергии. Например, электромотор может обеспечить возвратно-поступательное движение вышеупомянутой перемычки для взаимодействия с тормозом, действующего во внеэксплуатационном состоянии крана, между его рабочим положением и нерабочим положением, или может перемещать средство блокировки для блокировки вращения частей тормоза, действующего во внеэксплуатационном состоянии крана, вращающихся относительно друг друга в положении блокировки или в положение разблокировки, и/или может входить в зацепление и расцепляться с вышеописанным средством соединения для отсоединения тормоза, действующего во внеэксплуатационном состоянии крана.

Данное изобретение будет подробно описано со ссылкой на предпочтительные варианты осуществления и прилагаемые чертежи, на которых представлено следующее:

фиг.1 - частичное изображение башенного крана согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, который является верхнеповоротным краном и включает в себя поворотный механизм для вращения стрелы относительно башни;

фиг.2 - схематичный основной вид в разрезе поворотного механизма башенного крана, показанного на фиг.1, в котором показаны, электродвигатель и рабочий тормоз поворотного механизма, ассоциированный в нем, так же как зубчатая передача поворотного механизма, соединенная с приводным двигателем, в котором дополнительный тормоз, действующий во внеэксплуатационном состоянии крана, может быть установлен между зубчатой передачей поворотного механизма и приводным двигателем;

фиг.3 - схематичный вид в разрезе тормоза, действующего во внеэксплуатационном состоянии крана, интегрированный в поворотный механизм, показанный на фиг.2, который, согласно фиг.3, образован центробежным тормозом, содержащий переключаемый тормозной обруч для отключения тормоза, действующего во внеэксплуатационном состоянии крана;

фиг.4 - вид в разрезе тормоза, действующего во внеэксплуатационном состоянии крана, в виде центробежного тормоза согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, который может быть отключен электрически посредством электромагнита;

фиг.5 - схематичный вид в разрезе тормоза, действующего во внеэксплуатационном состоянии крана, образованного центробежным тормозом согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, который включает в себя болт для блокировки маховика и может быть отключен блокированием маховика;

фиг.6 - вид в разрезе дополнительного тормоза, действующего во внеэксплуатационном состоянии крана, изготовленного в виде вязкостной муфты/тормоза согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, в котором, вязкостная муфта/тормоз интегрирована в приводной механизм между приводным двигателем и зубчатой передачей поворотного механизма;

фиг.7 - вид в разрезе вязкостной муфты/тормоза, показанной на фиг.6, которая показывает дисковую часть и корпусную часть муфты сцепления и тракт передачи крутящего момента;

фиг.8 - вид в разрезе вязкостной муфты/тормоза и селекторной манжеты, ассоциированную с ней для обеспечения взаимодействия или блокировки вязкостной муфты/тормоза;

фиг.9 - вид в разрезе включаемой и отключаемой электрически или электромагнитным способом муфты сцепления для переключения вязкостной муфты/тормоза, согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения;

фиг.10 - частичный вид в разрезе соединения тормоза, действующего во внеэксплуатационном состоянии крана, изготовленного в виде вязкостной муфты/тормоза, которая не интегрирована непосредственно в приводной механизм между приводным двигателем и зубчатой передачей поворотного механизма, но соединена через трансмиссионное ответвление, в котором тормоз, действующий во внеэксплуатационном состоянии крана, может быть включен или отключен магнитной муфтой сцепления.

Как показано на фиг.1 кран, имеющий железобетонное основание, может быть башенным краном 1, являющийся, так называемым верхнеповоротным краном, в котором башня 2 несет стрелу 3 и контрстрелу 4, которые простираются, по существу, горизонтально, и вращаются относительно башни 2 вокруг вертикальной оси 5 вращения башни. Вместо конфигурации крана, показанной на фиг.1, башенный кран 1 может, однако, также быть нижнеповоротным краном и/или содержать остроконечную стрелу с изменяемым вылетом и/или закрепленную у фундамента башни или у верхней тележки посредством крепления.

Поворотный механизм 6 служит для обеспечения вращения стрелы 3, который в данном варианте осуществления установлен в верхней части башни 2, между стрелой 3 и башней 2, и может содержать венцовую шестерню, с которой приводная шестерня, приводимая в движение приводным двигателем 2, входит в зацепление.

Предпочтительный вариант осуществления приводного механизма поворотного механизма 6 показан на фиг.2 и может содержать, предпочтительно, приводной электродвигатель 2, который приводит в действие вторичный вал 16 через зубчатую передачу 9 поворотного механизма, в котором расположение компонентов поворотного механизма может быть осуществлено так, что вторичный вал 16 установлен параллельно, в частности, коаксиально к валу двигателя приводного двигателя 2. В предпочтительном варианте осуществления, зубчатая передача 9 поворотного механизма может быть планетарной передачей, чтобы постепенно уменьшить/увеличить скорость вращения приводного двигателя 2, и развить желаемую скорость вращения вторичного вала 16.

Чтобы постепенно уменьшить вращательное перемещение стрелы 3 при работе крана и/или поддерживать полученное вращательное перемещение стрелы 3, поворотный механизм 6 содержит рабочий тормоз 8 поворотного механизма, который предпочтительно, может быть размещен на первичной стороне зубчатой передачи 9 поворотного механизма и, в частности, может быть соединен с приводным двигателем 2, чтобы тормоз приводного двигателя 2 находился в определенной позиции или, чтобы его поддерживать в определенном положении. Упомянутый рабочий тормоз 8, как показано на фиг.2, например, может быть установлен на стороне приводного двигателя 2, направленного от зубчатой передачи 9 поворотного механизма, и может принимать участие в работе или входить в зацепление с валом привода, проходящим через приводной двигатель 2. Таким образом, рабочий тормоз 8 может содержать фрикционные накладки или многодисковое тормозное средство, которое смещено в положение торможения средством смещения, и может быть расторможен электроприводом, например, электромагнитом, чтобы освободить тормоз.

Дополнительно к рабочему тормозу 8, поворотный механизм 6 содержит тормоз 10, действующий во внеэксплуатационном состоянии крана, который тормозит вращательные перемещения стрелы 3 и переводит во внеэксплуатационное состояние кран, отключая кран, но позволяя обеспечить самовыравнивание крана или его стрелы 3 под воздействием ветровой нагрузки. В зависимости от конфигурации тормоза 10, приводящего кран во внеэксплуатационное состояние, рабочий тормоз 8 может быть расторможен, т.е. освобожден спусковым устройством при ветровых нагрузках и переведен во внеэксплуатационное состояние, или также удерживаться в его положении торможения, в котором приводной двигатель 7 блокируется, так, чтобы, в случае освобождения спусковым устройством при ветровых нагрузках для растормаживания, можно отказаться от использования рабочего тормоза.

Тормоз 10, действующий во внеэксплуатационном состоянии крана, предпочтительно, может быть установлен в поворотный механизм 6 между приводным двигателем 2 и зубчатой передачей 9 поворотного механизма, или может быть соединен с частью приводного механизма поворотного механизма 6 между приводным двигателем 7 и зубчатой передачей 9 поворотного механизма. Это позволяет использовать компактное размещение, что в свою очередь, одновременно увеличивает скорость и уменьшает крутящий момент зубчатой передачи 9 поворотного механизма для тормоза 10, действующего во внеэксплуатационном состоянии крана.

Как показано на фиг.3, тормоз 10, действующий во внеэксплуатационном состоянии крана, может представлять собой центробежный тормоз, который содержит ступицу, установленную на трансмиссионном валу поворотного механизма 6, на котором установлен радиально подвижной маховик 17 с фрикционными накладками 18, прикрепленные к нему, так, что во время вращения ступица тормоза подвижного маховика 17 совместно с фрикционными накладками 18 перемещаются радиально наружу. Посредством средства смещения, предпочтительно в виде пружины, подвижной маховик 17 смещается радиально вовнутрь в безтормозное положение, так, что тормозящее действие будет начинаться только от заранее установленной скорости, когда центробежные силы увеличиваются на столько, чтобы преодолеть силу смещения.

Фрикционные накладки 18, установленные на подвижном маховике 17, взаимодействуют со статором тормоза, изготовленного в виде тормозного барабана 19, который неподвижно соединен, например, с поворотным механизмом 6.

Чтобы отключить центробежный тормоз для обеспечения работы крана в штатном режиме эксплуатации, тормозной барабан 19 может смещаться по оси, так, чтобы иметь возможность перемещаться в диапазоне действия подвижного маховика 17 или фрикционных накладок 18, прикрепленных к нему. Для этой цели, как показано на фиг.3, тормозной барабан 19 закреплен неподвижно, но имеет возможность аксиально перемещаться на поворотном механизме 6 посредством зубчатого зацепления 20. Аксиальное перемещение может быть реализовано либо вручную, либо с помощью ручного исполнительного механизма 21, который, например, может содержать регулирующий рычаг, проходящий через наклонный паз, и/или может аксиально перемещаться посредством воздействующего привода, например, электрического привода шпинделя и/или электромагнита, например, такого как тормозной барабан 19, смещаемый в положение торможения посредством средства смещения, чтобы находиться в надлежащем положении во время нахождения крана во внеэксплуатационном состоянии, при этом, путем активизации электромагнита, тормозной барабан 19 может быть перемещен в нерабочее положение, так, чтобы не блокировать необходимые вращательные перемещения во время работы крана.

Как показано на фиг.4, отключение центробежного тормоза также может быть осуществлено без аксиального перемещения тормозного барабана 19, в частности, благодаря тому, что тормозной барабан 19, по существу, установлен с возможностью вращаться. Средство 11 отключения, в данном случае, предпочтительно содержит средство 14 соединения, посредством которого тормозной барабан 19 может быть зафиксирован таким образом, чтобы не вращаться, или может быть разъединен, т.е. иметь возможность переключиться в режим вращения. Для этой цели, средство 14 соединения, например, может аксиально перемещать соединительную часть 22, находящуюся под воздействием смещения, вызванного устройством смещения, например, пружинным средством, в положение зацепления, т.е. в положение запирания тормозного барабана 19, и приводом, например, электромагнитом 23, может быть выведен из зацепления, т.е. переведен в положение разблокировки тормозного барабана 19.

В данном варианте осуществления подвижной маховик 17 и фрикционные накладки 18, прикрепленные к нему, все еще могут войти в зацепление с тормозным барабаном 19. Когда средство 14 соединения выведено из зацепления, однако, и больше нет тормозящего действия, так как тормозной барабан 19 не зафиксирован, но свободно вращается.

Как показано на двух видах (a) и (b) фиг.5, центробежный тормоз может также быть отключен посредством блокировки подвижной маховика 17, что он не может быть перемещен в положение торможения. Средство 11 отключения может содержать зажимное средство, например, штыревой цоколь, который может удерживать подвижной маховик 17 в расторможенном положении. Как показано на фиг.5(a), упомянутое зажимное средство может содержать аксиально перемещаемый болт 24, который может быть вставлен в выемку в подвижном маховике 17, так, что это предотвращает радиальное перемещение наружу в положение торможения. Однако, когда упомянутый болт 24 или соответствующее зажимное средство, которое может быть образовано муфтой или т.п., выведен из зацепления подвижным маховиком 17, как показано на фиг.5 (b), и таким образом, осуществлено соответствующее аксиальное перемещение, то подвижной маховик 17 может снова работать и тормозить как обычно.

В альтернативном варианте осуществления настоящего изобретения, как показано на фиг.6, тормоз 10, действующий во внеэксплуатационном состоянии крана, является гидравлической муфтой сцепления или вязкостной муфтой/тормозом, которая, по аналогии с вышеописанным центробежным тормозом, может быть вмонтирована в поворотный механизм 6, в частности, между приводным двигателем 2 и зубчатой передачей 9 поворотного механизма. Как показано на фиг.7, упомянутая вязкостная муфта/тормоз может содержать дисковую часть 25, которая содержит множество дисков, расположенных вплотную друг к другу и выполненных с возможностью вращения в корпусной части 26. Передача соединения и крутящего момента осуществляется через текущую среду, которая присутствует в полости корпусной части 26 и на дисках дисковой части 25. Такая текучая среда, обычно масло, приживается к внешней стороне корпусной части 26 относительным вращением дисковой части 25 и результирующей центробежной силой. Благодаря данному вращению, давление оказывает воздействие на диски корпуса, в котором корпусная часть 26 также начинает вращаться. С увеличением скорости и, следовательно, увеличением центробежной силы, сопротивление относительному вращению возрастает все больше и больше, т.е. скорости двух компонентов все более и более приближаются друг к другу.

Предпочтительно, дисковая часть 25 соединяется с трансмиссионным валом зубчатой передачей 9 поворотного механизма, который соединен с приводным двигателем 2, при этом возможно, однако, соединение с другими вращающимися частями, такими как трансмиссионные зубчатые шестерни.

Корпусная часть 26, с другой стороны, жестко закреплена или может быть зафиксирована от вращения во внеэксплуатационном состоянии крана. Это может быть осуществлено простым способом, а именно, упомянутая корпусная часть 26 неподвижно соединена с приводным двигателем 7, который в нерабочем состоянии крана, в свою очередь, может быть зафиксирован рабочим тормозом 8 поворотного механизма 6. В данном случае, спусковое устройство для осуществления вращения крана на ветру, может быть не установлено, так как упомянутая вязкостная муфта/тормоз обеспечивает работу крана при наличии ветровой нагрузки.

Отключение упомянутой вязкостной муфты/тормоза при работе крана осуществляется средством 11 отключения, которое может содержать перемычку 12, которая при вращении блокирует корпусную часть 26 с дисковой частью 25 вязкостной муфты/тормоза, т.е. не допускает наличия относительного вращения ротора и статора вязкостной муфты/тормоза. При работе крана, крутящий момент приводного двигателя соответственно передается напрямую через заблокированную вращением вязкостную муфту сцепления. Такая перемычка 12, например, может содержать скользящую манжету 27, которая, например, через шлицевое соединение или зубчатое зацепление не вращается, но может аксиально перемещаться, и соединена с трансмиссионным валом, с которым соединена дисковая часть 25. Когда скользящая манжета 27 перемещается по корпусной части 26 или приводится в неподвижное зацепление при этом, например, через соответствующее зубчатое зацепление, вязкостная муфта сцепления блокируется и отключается для обеспечения работы крана.

Упомянутая перемычка 1, таким образом, образует средство 13 соединения для невращательного соединения дисковой части 25 с корпусной частью 26.

Вместо такой скользящей манжеты 27 может также использоваться аксиальное соединение 14, чтобы блокировать вязкостную муфту сцепления во время работы крана, как показано на фиг.9. Соединительный элемент аксиального перемещения может быть смещен в положение запирания, например, пружинным средством или аналогичным средством смещения и может быть разблокирован приводом, например, электромагнитом 23, так что вязкостная муфта сцепления больше не блокируется.

Как показано на фиг.10, тормоз 10, действующий во внеэксплуатационном состоянии крана, например, может представлять собой описанную вязкостную муфту/тормоз, которая вмонтирована не напрямую в приводной механизм поворотного механизма 6 между приводным двигателем 7 и зубчатой передачей 9 поворотного механизма, но может быть присоединена к поворотному механизму 6 или зубчатой передаче 9 поворотного механизма посредством трансмиссионного ответвления, параллельного приводному двигателю 2, например, через зубчатую цилиндрическую прямозубую передачу 28, показанную на фиг.10, которая приводит в действие вал вязкостной муфты/тормоза или дисковой части 25. Корпусная часть 26 в свою очередь, может быть зафиксирована от вращения. Для того чтобы иметь возможность отключить вязкостную муфту/тормоз во время работы крана, соединение 14, например, является аксиальным соединением, как описано ранее, предусмотрен, аналогично описанному выше, способ, посредством которого дисковая часть 25 или вязкостная муфта/тормоз может быть отсоединена, так что она не будет больше вращаться, даже при вращении поворотного механизма 6.

Изобретение относится к краностроению. Башенный кран содержит стрелу, которая поворачивается вокруг вертикальной оси вращения поворотной части, и тормоз, действующий во внеэксплуатационном состоянии крана, который ограничивает и замедляет вращение стрелы крана, находящегося во внеэксплуатационном состоянии. Тормоз, действующий во внеэксплуатационном состоянии крана, выполнен с возможностью функционирования во вращательной зависимости от скорости таким образом, что с возрастанием скорости вращения крана приложенный тормозной момент больше, чем на более низкой скорости вращения крана. Достигается усовершенствование конструкции крана. 19 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Кран, в частности башенный кран, со стрелой (3), установленной с возможностью вращения вокруг вертикальной оси (5) вращения, и тормозом (10), действующим во внеэксплуатационном состоянии крана, который предназначен для ограничения вращения и замедления вращательного движения стрелы (3), когда кран находится во внеэксплуатационном состоянии при наличии ветровых нагрузок, отличающийся тем, что тормоз (10), функционирующий во внеэксплуатационном состоянии крана, функционирует во вращательной зависимости от скорости таким образом, что приложенный тормозной момент имеет большее значение на большей скорости вращения крана, чем на более низкой скорости вращения крана.

2. Кран по п.1, отличающийся тем, что тормоз (10), функционирующий во внеэксплуатационном состоянии крана, выполнен так, что до заданной скорости вращения стрелы (3), тормозной момент равен нулю или, по меньшей мере, меньше чем заданный крутящий момент, который образован заданной ветровой нагрузкой на кран, а при превышении заданной скорости вращения стрелы (3) тормозной момент больше, чем крутящий момент, инициированный упомянутой ветровой нагрузкой на кран.

3. Кран по п.1, отличающийся тем, что тормоз (10), функционирующий во внеэксплуатационном состоянии крана, выполнен таким образом, что с увеличением скорости вращения стрелы (3), тормозной момент возрастает непрерывно или поступательно.

4. Кран по п.1, отличающийся тем, что тормоз (10), функционирующий во внеэксплуатационном состоянии крана, выполнен с возможностью функционирования в самоустанавливающемся режиме без внешней энергии и/или без электрического тока.

5. Кран по п.4, отличающийся тем, что тормоз (10), функционирующий во внеэксплуатационном состоянии крана, содержит центробежный тормоз.

6. Кран по п.5, отличающийся тем, что центробежный тормоз содержит неподвижно установленный и/или выполненный с возможностью фиксации тормозной барабан и подвижной маховик, вращающийся с поворотным перемещением стрелы (3), который соединен с фрикционными накладками, выполненными с возможностью прижатия к тормозному барабану.

7. Кран по п.4, отличающийся тем, что тормоз (10), функционирующий во внеэксплуатационном состоянии крана, содержит вязкостную муфту/тормоз.

8. Кран по п.7, отличающийся тем, что вязкостная муфта/тормоз содержит неподвижно установленную или выполненную с возможностью фиксации корпусной части и дисковой части, вращающихся при вращении стрелы (3).

9. Кран по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что содержит средство (11) отключения, предназначенное для отключения тормоза (10), функционирующего во внеэксплуатационном состоянии крана, во время работы крана.

10. Кран по п.9, отличающийся тем, что тормоз (10), функционирующий во внеэксплуатационном состоянии крана, выполнен в виде вязкостной муфты/тормоза, которая интегрирована в приводной механизм поворотного механизма (6), предпочтительно между приводным двигателем (7) и зубчатой передачей (9) поворотного механизма, в котором средство (11) отключения содержит перемычку (12) для взаимодействия с тормозом (10), функционирующим во внеэксплуатационном состоянии крана, и/или для вращательного блокирования частей вязкостной муфты/тормоза, вращающихся относительно друг друга.

11. Кран по п.10, отличающийся тем, что перемычка (12) содержит средство (13) соединения предпочтительно в виде зубчатой скользящей манжеты и/или магнитной муфты для фиксированного от вращения соединения входных и выходных частей вязкостной муфты/тормоза.

12. Кран по п.11, отличающийся тем, что корпусная часть (26) вязкостной муфты/тормоза (10) соединена с фиксацией от вращения с приводным двигателем (7) поворотного механизма (6), причем приводной двигатель (7) выполнен с возможностью фиксации в неэксплуатируемое состояние рабочим тормозом (8), при этом поворотный механизм (6) выполнен без спускового устройства для отпускания рабочего тормоза (8).

13. Кран по п.9, отличающийся тем, что средство (11) отключения содержит соединение (14) для расцепления, по меньшей мере, части тормоза (10), функционирующего во внеэксплуатационном состоянии крана, от приводного механизма поворотного механизма (6) и/или для расцепления закрепленной вращающейся части тормоза от фиксированной от вращения базовой части.

14. Кран по п.9, отличающийся тем, что средство (11) отключения содержит фиксатор (15) тормоза для фиксации подвижной части тормоза (10), функционирующего во внеэксплуатационном состоянии крана, являющегося центробежным тормозом, и/или аксиальное позиционирующее средство для аксиального перемещения тормозной части тормоза (10), действующего во внеэксплуатационном состоянии крана, являющегося центробежным тормозом, в положении расцепления.

15. Кран по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что содержит тормоз (10), функционирующий во внеэксплуатационном состоянии крана, в дополнение к рабочему тормозу (8) поворотного механизма, который предназначен для замедления вращательного движения стрелы (3) при работе крана.

16. Кран по п.15, отличающийся тем, что тормоз (10), функционирующий во внеэксплуатационном состоянии крана, инициирует тормозной момент, который меньше максимального тормозного момента рабочего тормоза (8) поворотного механизма, и предпочтительно, составляет, в основном, от 30% до 70%, в частности, в основном от 40% до 60% от максимального значения тормозящего момента рабочего тормоза (8) поворотного механизма.

17. Кран по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что на входной стороне зубчатой передачи (9) поворотного механизма тормоз (10), функционирующий во внеэксплуатационном состоянии крана, соединен с приводным механизмом поворотного механизма (6), который простирается от поворотного привода (7) к выходному элементу поворотного механизма (6).

18. Кран по п.17, отличающийся тем, что тормоз (10), функционирующий во внеэксплуатационном состоянии крана, расположен между приводным двигателем (7) и входным элементом, в частности зубчатым центральным колесом зубчатой передачи (9) поворотного механизма.

19. Кран по п.17, отличающийся тем, что тормоз (10), функционирующий во внеэксплуатационном состоянии крана, интегрирован в приводной механизм передачи энергии поворотного механизма (6).

20. Кран по п.17, отличающийся тем, что тормоз (10), функционирующий во внеэксплуатационном состоянии крана, соединен с зубчатой передачей (9) поворотного механизма через передающее звено и/или расположен параллельно приводному двигателю (7) поворотного механизма (6).