Sicherheitskonzepte für ölhydraulische Hubwerke: Entwicklung einer neuen Sicherheitseinrichtung gegen unbeabsichtigtes Absinken sowie Untersuchung bereits bekannter Lösungen
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1994
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I
SEITE
INHALTSVERZEICHNIS
1
EINLEITUNG
1
1.1
PROBLEMSTELLUNG
1
1.2
STAND
DES
WISSENS
UND
DER
TECHNIK
4
2
ZIEL
UND
ZWECK
DER
ARBEIT
6
3
SYSTEMATISCHE
VORGEHENSWEISE
7
4
UNFALLGESCHEHEN
UND
ANALYTISCHE
9
BETRACHTUNG
DER
GELTENDEN
REGEL
UND
VORSCHRIFTENWERKE
ZUR
SICHERHEIT
VON
HYDRAULISCHEN
HUBWERKEN
4.1
DEFIZITE
IN
DEN
REGELWERKEN,
GESETZEN
9
UND
VORSCHRIFTEN
4.2
METHODEN
ZUM
ERKENNEN
DER
UEBRIGEN
16
GEFAHRENPOTENTIALE
5
SYSTEMKRITISCHE
BETRACHTUNG
EINER
19
HYDRAULIKANLAGE
IM
VERTIKALEN
HUBEINSATZ
BZGL.
IHRER
ZUVERLAESSIGKEIT
UND
VERFUEGBARKEIT
5.1
AUFBAU
UND
FUNKTIONSWEISE
EINES
19
HYDRAULISCH
DIREKT
BETRIEBENEN
HUBWERKES
5.2
EINIGE
BAUGRUPPEN
UND
-KOMPONENTEN
23
HYDRAULISCHER
HUBWERKE,
IHRE
FUNKTION
UND
SICHERHEITSTECHNISCHE
ANFORDERUNGEN
BEZUEGLICH
IHRER
AUSLEGUNG
GEGEN
VERSAGEN
5.2.1
HYDROPUMPEN
24
5.2.2
HYDRAULIKZYLINDER
24
5.2.3
DICHTUNGEN
26
5.2.4
VERBINDUNGSELEMENTE
30
5.2.5
HYDRAULISCHE
STEUERUNGS
UND
REGELUNGSELEMENTE
36
5.2.6
DRUCKFLUESSIGKEITSBEHAELTER
UND
FILTER
45
5.2.7
HYDRAULIKFLUESS
IGKEITEN
47
5.2.8
HYDROSPEICHER
48
5.3
STOERENDE
EINFLUESSE
UND
AUSFALLURSACHEN
BEI
HYDRAULIKGERAETEN
48
5.4
AUSWAHL
EINER
SYSTEMANALYTISCHEN
METHODE
ZUR
UNTERSUCHUNG
DER
AUSFALLARTEN
53
5.4.1
AUFSTELLEN
EINER
KRITISCHEN,
QUA
1
ITATIVEN
,
KONSTRUKTIONSBEZOGENEN
AUSFALLEFFEKTANALYSE
(FMECA)
56
5.4.2
QUANTIFIZIERUNG
DER
ERZIELTEN
ERGEBNISSE
ANHAND
VON
KENNDATEN
58
5.4.2.1
ERSTELLEN
EINES
FEHLERBAUMES
FUER
DIE
BEREITS
FESTGESTELLTEN
AUSFALLARTEN
60
5.4.2.2
ERMITTLUNG
DER
WAHRSCHEINLICHKEIT
DES
UNERWUENSCHTEN
ABSINKENS
EINES
HYDRAULISCHEN
HUBWERKES
61
5.4.3
UEBERTRAGUNG
DER
ERMITTELTEN
ERGEBNISSE
AUF
EIN
KONVENTIONELLES
HYDRAULISCHES
HUBWERK
63
6
KONVENTIONEILE
B
ICHERUNGSMECHANISMEN
GEGEN
ABSTURZ
UND
UNBEABSICHTIGTES
ABSINKEN
EINES
HYDRAULISCHEN
HUBZYLINDERS
66
6.1
SICHERUNG
EINER
LAST
DURCH
HYDRAULISCHE
BAUEINHEITEN
67
6.1.1
RUECKSCHLAGVENTILE
67
6.1.2
SENKBREMSVENTILE
67
M
6.1.3
ROHRBRUCHSICHERUNGEN
68
6.2
SICHERUNG
EINER
LAST
DURCH
MECHANISCHE
68
BAUEINHEITEN
6.2.1
FORMSCHLUESSIGE
SICHERUNGSBAUEINHEITEN
68
6.2.1.1
ENDLAGENSICHERUNG
EINES
HUBZYLINDERS
69
6.2.1.2
TRAPEZGEWINDEKOLBENSTANGE
ZUR
70
STUFENLOSEN
SICHERUNG
6.2.2
REIBSCHLUESSIGE
SICHERUNGSBAUEINHEITEN
71
6.2.2.1
EINFACHWIRKENDER
KLEMM-MECHANISMUS
(E)
72
6.2.2.2
DOPPELTWIRKENDER
KLEMM-MECHANISMUS
MIT
74
NORMAL
UND
GLEITBELAEGEN
(DNB;
DGB)
6.2.2.3
WEITERE
AUSFUEHRUNGEN
FUER
DOPPELTWIRKENDE
75
KLEMM-MECHANISMEN
6.2.2.3.1
DOPPELTWIRKENDER
KLEMM-MECHANISMUS
MIT
76
KUGELLAGERUNG
(DK)
6.2.2.3.2
DOPPELTWIRKENDER
KLEMM-MECHANISMUS
MIT
7
6
STERNSCHEIBEN
(DST)
6.2.2.3.3
DOPPELTWIRKENDER
KLEMM-MECHANISMUS
MIT
78
DRUCKHUELSEN
(DD)
6.2.3
ERZEUGUNG
DER
KLEMMKRAFT
DURCH
79
REIBSCHLUSS
BEI
REIBSYSTEMEN
6.2.3.1
EINFACHE
REIBSYSTEME
80
6.2.3.2
ZUSAMMENGESETZTE
REIBSYSTEME
90
6.3
BREMSVORGANG
BEI
BEWEGTER
KOLBENSTANGE
92
6.4
KRAEFTERELATION
DER
KLEMM-MECHANISMEN
95
6.4.1
EINFACHWIRKENDER
KLEMM-MECHANISMUS
(E)
95
6.4.2
DOPPELTWIRKENDER
KLEMM-MECHANISMUS
(D)
100
6.4.3
DOPPELTWIRKENDER
KLEMM-MECHANISMUS
MIT
STERNSCHEIBEN
(DST)
105
6.4.4
DOPPELTWIRKENDER
KLEMM-MECHANISMUS
MIT
DRUCKHUELSE
(DD)
106
6.5
VERGLEICH
DER
KLEMM-MECHANISMEN
108
6.6
BEWERTUNG
DER
KLEMM-MECHANISMEN
112
7
ENTWICKLUNG
EINER
ABSINKSICHERUNG,
INTEGRIERT
IN
EINEN
SONDERZYLINDER
119
7.1
FUNKTIONALER
AUFBAU
DES
HUBZYLINDERS
119
7.1.1
HUBFUNKTION
119
7.1.2
FUNKTION
DER
ABSINKSICHERUNG
123
7.2
AUFBAU
UND
KONSTRUKTIVE
GESTALTUNG
DES
HUBZYLINDERS
124
7.3
RELEVANTE
HYDROPHYSIKALISCHE
GROESSEN
FUER
DIE
NEUENTWICKLUNG
129
7.4
RECHNERISCHE
ERMITTLUNG
RELEVANTER
HYDROPHYSIKALISCHER
GROESSEN
FUER
DIE
NEUENTWICKLUNG
131
7.4.1
BETRIEBSDRUCK
UND
MAXIMALLAST
131
7.4.2
HUBGESCHWINDIGKEIT,
HUBZEIT
UND
VOLUMENSTROM
132
7.4.3
DRUCKVERLUSTE
133
7.4.3.1
SY
STEMDRUCKVER
LUSTE
133
7.4.3.2
DRUCKVERLUSTE
IM
GESCHLOSSENEN
OELKREIS
LAUF
ZWISCHEN
DEN
KAMMERN
II
UND
III
134
7.5
ERSTELLUNG
DES
MATHEMATISCHEN
MODELLS
UND
BESTIMMUNG
DER
EIGENFREQUENZ
DES
SONDERZYLINDERS
138
7.6
AUSWIRKUNGEN
DER
KOMPRESSIBILITAET
DER
DRUCKFLUESSIGKEIT
AUF
DAS
BETRIEBSVERHALTEN
DES
SONDERZYLINDERS
148
7.6.1
DRUCKSTOESSE
ALS
FOLGE
VON
SCHLAGARTIGEM
ABSCHLIESSEN
EINER
LEITUNG
150
7.6.2
DRUCKSTOESSE
ALS
FOLGE
DES
LANGSAMEN
ABSCHLIESSENS
EINER
LEITUNG
152
8
EXPERIMENTELLE
UNTERSUCHUNGEN
AM
NEUENTWICKELTEN
HUBZYLINDER
GEGEN
UNKONTROLLIERTES
ABSINKEN
155
8.1
BESCHREIBUNG
DER
ENTWICKELTEN
VERSUCHSEINRICHTUNG
ZUM
EINBAU
DES
ZYLINDERS
155
8.1.1
ANFORDERUNGEN
AN
DIE
VERSUCHSVORRICHTUNG
155
8.1.2
AUFBAU
DER
VERSUCHSVORRICHTUNG
157
8.1.2.1
FUNKTIONALER
AUFBAU
157
8.1.2.2
GERAETETECHNISCHER
AUFBAU
157
8.2
ERMITTLUNG
DER
EIGENFREQUENZ
DES
SONDERZYLINDERS
159
8.3
BESCHREIBUNG
DER
WEITEREN
BESTANDTEILE
DER
EINGESETZTEN
HYDRAULIKANLAGE
161
8.3.1
DAS
ANTRIEBSAGGREGAT
UND
DAS
DRUCKMEDIUM
161
8.3.2
DER
HYDRAULISCHE
SCHALTPLAN
DER
ANLAGE
162
8.3.3
DER
ELEKTRISCHE
SCHALTPLAN
ZUR
STEUERUNG
DER
ANLAGE
163
8.4
ERLAEUTERUNG
DER
MESSPLANUNG
164
8.4.1
MESSTECHNISCH
RELEVANTE
KENNGROESSEN
UND
IHRE
DEFINITION
ZUR
BEURTEILUNG
DES
HUBZYLINDERS
164
VI
8.4.2
ERLAEUTERUNG
DER
VORGEHENSWEISE
DER
165
VERSUCHSDURCHFUEHRUNG
8.4.3
AUSWAHL
GEEIGNETER
MESSVERFAHREN
166
8.5
DIE
EINGESETZTE
MESSEINRICHTUNG
167
8.6
UNTERSUCHUNG
DER
ERZIELTEN
MESSERGEBNISSE
168
8.6.1
DARSTELLUNG
DER
MESSERGEBNISSE
168
8.6.2
AUSWERTUNG
DER
MESSERGEBNISSE
179
8.6.2.1
STATISTISCHE
GRUNDLAGEN
ZUR
AUSWERTUNG
179
DER
MESSERGEBNISSE
8.6.2.2
BEWERTUNG
DER
MESSWERTE
183
8.7
BEURTEILUNG
DES
SONDERZYLINDERS
MIT
189
INTEGRIERTER
ABSINKSICHERUNG
8.7.1
EINFLUESSE,
DIE
DIE
FUNKTION
DES
189
SONDERZYLINDERS
BEEINTRAECHTIGEN
8.7.2
BEURTEILUNG
DER
ALLGEMEINEN
192
BETRIEBSFUNKTION
8.7.3
BEURTEILUNG
DER
ABSINKSICHERUNG
192
8.7.4
AUSBLICK
AUF
DIE
MOEGLICHKEIT
EINES
193
INDUSTRIELLEN
EINSATZES
9
EXPERIMENTELLE
UNTERSUCHUNG
ZWEIER
195
NEUARTIGER
HUBZYLINDER
AUF
DEREN
GLEICHLAUFVERHALTEN
9.1
DAS
PROBLEM
DER
GLEICHLAUFBEWEGUNG
195
MEHRERER
ZYLINDER
UND
BESCHREIBUNG
BEREITS
BEKANNTER
LOESUNGSMOEGLICHKEITEN
9.2
DISKUSSION
UEBER
DIE
EIGENFREQUENZ
UND
203
DIE
REGELUNG
DER
SYNCHRONBEWEGUNG
ZWEIER
SONDERZYLINDER
VN
9.3
VERWENDETE
SCHALTUNGEN
ZUR
DURCHFUEHRUNG
211
DER
UNTERSUCHUNGEN
9.3.1
BESCHREIBUNG
DER
HYDRAULISCHEN
211
SCHALTPLAENE
9.3.2
BESCHREIBUNG
DER
ELEKTRISCHEN
216
SCHALTPLAENE
9.4
BESCHREIBUNG
DER
MESSPLANUNG
218
9.4.1
MESSTECHNISCH
RELEVANTE
KENNGROESSEN
UND
219
IHRE
DEFINITION
ZUR
BEURTEILUNG
DER
GLEICHLAUFBEWEGUNG
9.4.2
ERLAEUTERUNG
DER
VORGEHENSWEISE
BEI
DER
220
VERSUCHSDURCHFUEHRUNG
9.5
UNTERSUCHUNG
DER
ERFASSTEN
MESSERGEBNISSE
222
9.5.1
DARSTELLUNG
DER
MESSERGEBNISSE
222
9.5.2
AUSWERTUNG
DER
MESSERGEBNISSE
238
9.5.2.1
STATISTISCHE
GRUNDLAGEN
ZUR
AUSWERTUNG
238
DER
MESSERGEBNISSE
9.5.2.2
BEWERTUNG
DER
MESSERGEBNISSE
240
9.6
BEURTEILUNG
DES
SONDERZYLINDERS
243
HINSICHTLICH
DER
GLEICHLAUFSTEUERUNG
UND
-REGELUNG
IM
ZWEIZYLINDERBETRIEB
10
BEURTEILUNG
UND
AUSBLICK
244
11
ZUSAMMENFASSUNG
251
12
LITERATURVERZEICHNIS
254
13
ANHANG
264 |
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