DE2343832C3 - Lästertassungs- und Druckbegrenzungsvorrichtung für druckmittelbetriebene Arbeitsgeräte - Google Patents

Lästertassungs- und Druckbegrenzungsvorrichtung für druckmittelbetriebene Arbeitsgeräte

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DE2343832C3
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Lars- Olov Frisk
Karl Paul Gustafsson
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TICO GAEVLE (SCHWEDEN) AB
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Description

Die Erfindung betrifft eine Lasterfassungs- und Druckbegrenzungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art (DIi-OS 56 782 und DE-OS 20 30 382) wird die vorgesehene Auslösestellung, in der die Druckmittelzufuhr zu den Arbeitsmotoren unterbrochen ist, in der Regel nur allmählich entsprechend der zunehmenden Belastung des ersten druckmittelbetriebenen Arbeitsmotors erreicht. Hierbei kann ein bei der zuerst genannten bekannten Vorrichtung vorgesehenes Absperrventil bzw. ein bei der an zweiter Stelle genannten bekannten Vorrichtung vorgesehener Hilfssteuerschieber beim Erreichen der Auslösestellung ins Pendeln kommen, d. h. diese Elemente schwingen mit ihren entsprechenden Steuerteilen ständig in die Auslösestellung hinein und wieder aus derselben heraus. Dadurch kommt, wenn die bekannten Vorrichtungen beispielsweise bei einem Auslegerkran zur Anwendung gelangen, der gesamte Kranarm ins Rütteln, was naturgemäß unerwünscht ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung der gattungsgemäßen Art zur Beseitigung der geschilderten Nachteile mit geringem konstruktivem Aufwand derart auszugestalten, daß sie bei
ίο Erreichen des allerersten Stadiums der Auslösestellung unverzüglich und ohne störende Schwingungen oder Pendelungen in eine ausgeprägte Auslösestellung umschlägt
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruch 1 aufgeführten Merkmale. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird eine beschleunigte Auslösung erreicht, die schlagartig, d. h.
also ohne mehrfaches Pendeln um den Auslösepunkt erfolgt, da der Steuerschieber eine weitere Stellkolbenfläche aufweist, die bei Beginn der Verschiebung des Steuerschiebers in die Auslösestellung von den Arbeitsdrücken der weiteren Arbeitsmotoren in Auslöserich- tung beaufschlagbar ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Die einzige Figur zeigt die Lasterfassungs- und Druckbegrenzungsvorrichtung im Längsschnitt, eingezeichnet in ein Schaltschema eines druckmittelbetriebenen Arbeitsgerätes mit einem ersten Arbeitsmotor und drei weiteren Arbeitsmotoren, von denen zwei die Belastung des ersten Arbeitsmotors beeinflussen können. Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen:
Von einer Pumpe Pwird Hydraulikmedium über eine Leitung 1 zu verschiedenen Steuerventilen Vl, V2, V3 und V4 gepumpt. Der größtmögliche Druck in der Leitung 1 wird durch eine Druckwaage O begrenzt. Das Hydraulikmedium wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel bei unbetätigten Steuerventilen VI— V4 über einen Druckmittelrücklauf 2 zu einem Behälter Γ zurückgeleitet.
An das Steuerventil Vl ist ein erster Arbeitsmotor A 1 angeschlossen, während an die übrigen Steuerventils le V2, V3, V4 die weiteren Arbeitsmotoren /4 2, A 3, A 4 angeschlossen sind. Hierbei sei vorausgesetzt, daß das Fahren der beiden Arbeitsmotoren Al, A3 jeweils die Belastung des ersten Arbeitsmotors A 1 erhöhen oder verringern und somit im Prinzip auch eine
so Überlastung des ersten Arbeitsmotors A 1 herbeiführen kann.
Zum Anheben einer Last durch den ersten Arbeitsmotor A 1 wird der Hebel des Steuerventils Vl in Hebestellung übergeführt, wobei Druckmittel aus der Leitung 1 über ein Rückschlagventil B1 einer Leitung 3 zugeführt wird und somit die Druckkammer des ersten Arbeitsmotors (Hubzylinders) A 1 beaufschlagt. An die Leitung 3 ist auch eine Steuerleitung 4 angeschlossen, die zum Anschluß 10 einer Laslerfassungs- und Druckbegrenzungsvorrichtung A V führt. Der Anschluß 10 steht in Verbindung mit einem zylindrischen Gehäuse 28, in dem ein erster Stellkolben 11 verschiebbar angeordnet ist. Dieser Stellkolben 11 ist mit einem Steuerschieber 12 verbunden. Wenn beim Heben der
<>5 Last der Fluiddruck einen bestimmten, für das System /illässigen Höchstwert überschreitet, wird die Druckwaage O geöffnet. Ein weiteres Heben und damit eine Erhöhung der Belastung des ersten Arbeitsmotors A 1
wird dadurch verhindert, daß die Druckwaage O die Druckleitung 1 mit der Rücklaufleitung 2 verbindet und somit druckmäßig entlastet.
Soll eine angehobene Last mit Hilfe eines am äußeren Ende eines Kranarmes angelenkten knickbaren Auslegers gesenkt werden, wird der Steuerhebel des zugeordneten Steuerventils V2 in die Stellung »Senken« geführt. Dabei strömt Druckmittel über die Leitung I1 das Rückschlagventil B2, die Leitung 6, das druckgesteuerte Rückschlagventil TBi sowie die Leitung 5 zum zweiten Arbeitsmotor A 2. Gleichzeitig wird das zweite druckgesteuerte Rückschlagventil TB 2 über die zugehörige, gestrichelt dargestellte Drucksteuerleitung geöffnet, so daß aus der unteren Kammer des zweiten Arbeitsmotors A 2 verdrängtes Hydraulikmedium über die Leitungen 8, 7 zurück zur Leitung 2 und dem Druckmittelbehälter Tströmen kann.
Es sei angenommen, daß sich der knickbare Ausleger in einer nach oben gerichteten Stellung befindet Somit wird beim Senken der Last durch Schwenken des Auslegers nach unten der Hebelarm der Last und damit das Lastmoment erhöht, wodurch auch die Belastung des ersten Arbeitsmotors A I zunimmt. Nähert sich diese der höchstzulässigen Belastung des ersten Arbeitsmotors A 1, wird die Vorrichtung A V über die Steuerleitung 4 dahingehend beaufschlagt, daß der erste Stellkolben U nach links in der Zeichnung gegen die Kraft einer Feder 15 verschoben wird, die durch eine Schraube 16 im gewünschten Ausmaß vorgespannt werden kann. Durch Verschieben des Stellkolbens 11 nach links wird auch der Steuerschieber 12 nach links verschoben. Wenn dessen rechte Stirnfläche 13, die als weitere Stellkolbenfläche dient, eine Steuerkante 14 erreicht, bekommt der dem zweiten Arbeitsmotor A 2 zugeführte Druck in der Leitung 6 über die Steuerleitung 9 die Möglichkeit, sich über einen Anschluß 17 und ein Rückschlagventil BVX in die Druckkammer 18 der weiteren Stellkoibenfläche 13 fortzupflanzen, wodurch plötzlich eine größere Räche mit Druck beaufschlagt und der Steuerschieber 12 schlagartig ein Stück weiter nach links verschoben wird.
Der Steuerschieber 12 ist etwa in seiner Längsmitte mit einer ringförmigen Umfangsnut 19 versehen, die in Verbindung mit einer Auslaufkammer 20 steht. Diese ist über die Leitung 2 mit dem drucklosen Behälter T verbunden. Durch die genannte Verschiebung des Steuerschiebers 12 nach links überfährt die linke Steuerkante 21 der Nut 19 die rechte Steuerkante 22 einer mit der Druckleitung I verbundenen Zulaufkammer 23, wodurch die Druckleitung 1 über die Zulaufkammer 23, Nut 19, Auslaufkammer 20 und Leitung 2 mit dem Behälter 7" verbunden und dadurch der Druck in der Leitung 1 gesenkt wird. Dadurch sinkt auch der über die Leitungen 1, 6 und 5 dem zweiten Arbeitsmotor A 2 zugeführte Arbeitsdruck, wodurch dessen Senkbewegung aufgrund des abnehmenden Druckes begrenzt wird. Dieser sinkende Druck pflanzt sich auch über die Leitung 9 zur Druckkammer 18 fort, wodurch die den Steuerschieber 12 nach links drückende Kraft abnimmt, bis schließlich ein Gleichgewichtszustand auftritt Dieser führt dazu, daß die abzusenkende Last in einer bestimmten Auslegerwinkelstellung stehenbleibt, zunächst ohne angehoben zu werden oder von selbst absinken zu können.
Führt man den Hebel des Steuerventils V2 wieder in die Mittelstellung zurück, wird dem Anschluß 17 und damit der Druckkammer 18 kein Druckmittel mehr zugeführt und dadurch der Steuerschieber 12 durch die Kraft der Feder 15 wieder zurück nach rechts verschoben. Gleichzeitig erfolgt über eine im Steuerschieber 12 angebrachte Drosselöffnur.g 24 ein Druckausgleich zwischen der Druckkammer 58 und einer links vom Steuerschieber 12 liegenden, die Feder 15 aufnehmenden Kammer 25, die über eine Leitung 26 in Verbindung mit der Auslaufkammer 20 und dadurch mit dem drucklosen Behälter 7"steht
Dies bedeutet, daß die Verbindung zwischen der
ίο Zulaufkammer 23 und der Nut 19 unterbrochen wird, da die Steuerkante 21 wieder die Steuerkante 22 in Richtung nach rechts überfährt Dadurch kann sich erneut ein Druck in der Druckleitung 1 aufbauen, und es kann nun beispielsweise der knickbare Ausleger etwas angehoben oder das Senken der Last mit Hilfe des ersten Arbeitsmotors A 1 fortgesetzt werden. Dies ist bei modernen Hebekranausführungen ohne Überlastungsgefahr möglich, da die Anlenkung des ersten Arbeitsmotors A 1 (Hubzylinders) an den Kranarm dabei in der Regel so erfolgt daß unabhängig vom Neigungswinkel des Kranarmes praktisch ein und dieselbe Belastung im Arbeitsmotor A I herrscht vorausgesetzt daß die am Kranarm hängende Last konstant ist
Auf ähnliche Weise kann auch ein weiteres Anheben des knickbaren Auslegers von einer nach unten gerichteten Stellung zur Horizontallage verhindert werden, wenn dadurch die Belastung des ersten Arbeitsmotors A 1 einen höchstzulässigen Wert erreicht
Auf entsprechende Weise kann auch eine Überlastung des ersten Arbeitsmotors A I durch Ausfahren eines am Ausleger vorgesehenen ausfahrbaren dritten Kranarmes verhindert werden. Der zugehörige Ausfahrzylinder kann bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der dritte Arbeitsmotor A 3 sein. Wenn bei hängender Last ein Ausfahren durch Umlegen des Schalthebels des Steuerventils V3 in Ausfahrlage erfolgt, wird über die Leitung 1, das Rückschlagventil S3, die Leitung 6' sowie das druckgesteuerte Rückschlagventil TB 3 und die Leitung 5', die untere Kammer des dritten Arbeitsmotors A 3 mit Arbeitsdruck beaufschlagt Gleichzeitig öffnet sich das druckgesteuerte Rückschlagventil TB4, so daß über die Leitungen 8', T aus der oberen Kammer des dritten Arbeitsmotors A 3 verdrängtes Druckmittel über die Leitung 2 zum Behälter T zurückströmen kann. Sobald der erste Arbeitsmotor A 1 aufgrund des durch das Ausfahren erhöhten Lastmoments seine höchstzulässige Belastung
so erreicht, ist über die Steuerleitung 4 und den ersten Stellkolben U auch der Steuerschieber 12 so weit nach links verschoben, daß die weitere Stellkolbenfläche 13 die Steuerkante 14 erreicht und etwas überfährt. Dadurch kann der dem dritten Arbeitsmotor A 3 zugeführte Druck über die Leitung 9', den Anschluß 27 und das Rückschlagventil BV2 in die Druckkammer 18 der weiteren Stellkolbenfläche 13 einströmen, wodurch der Steuerschieber 12 schlagartig weiter nach links verschoben wird, so daß die linke Kante 21 der Nut 19 die rechte Steuerkante 22 der Zulaufkammer 23 erneut überfährt und die Druckleitung 1 mit dem Behälter T verbindet. Dies hat das bereits beschriebene Resultat zur Folge.
Es ist selbstverständlich möglich, die beschriebene Lasterfassungs- und Druckbegrenzungsvorrichtung auch bei servogesteuerten Systemen bzw. Arbeitsmotoren einzusetzen, wobei beispielsweise der Servosteuerdruck an die Zulaufkammer 23 angeschlossen wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Lasterfassungs- und Druckbegrenzungsvorrichtting für druckmittelbetriebene Arbeitsgeräte, insbesondere Auslegerkräne, bei denen die Belastung eines ersten Arbeitsmotors durch Betätigen wenigstens eines weiteren Arbeitsmotors änderbar ist, mit einem von einem zur Belastung des ersten Arbeitsmotors proportionalen Druck beaufschlagten Stellkolben zur Verschiebung eines Steuerschiebers bei unzulässig hoher Belastung des ersten Arbeitsmotors entgegen der Kraft einer einstellbaren Feder von einer Arbeitsstellung in eine Auslösestellung, in der die Druckmittelzufuhr zu den Arbeitsmotoren praktisch unterbrochen ist dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (12) eine weitere Stellkolbenfläche (13) aufweist, die bei beginnender Verschiebung des Steuerschiebers (12) in die Auslösestellung von den Arbeitsdrücken der weiteren Arbeitsmotoreii (A 2, A 3) in Auslöserichtung beaufschlagbar ist
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (13) des Steuerschiebers (12), die der von der Feder (15) beaufschlagten Stirnfläche des Steuerschiebers gegenüberliegt, als weitere Stellkolbenfläche dient und der erste Stellkolben (11) an dieser weiteren Stellkolben fläche (13) angreift.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Leitungsverbindungen (9,17; 9', 27) zur Übertragung der Arbeitsdrücke der weiteren Arbeitsmotoren (A 2, A 3) zur Vorrichtung (AV) Rückschlagventile (BVi, BV2) vorgesehen sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungsverbindungen (17, 27) im Gehäuse (28) der Vorrichtung (A V) radial zum Steuerschieber (12) enden und in der Arbeitsstellung von diesem verschlossen sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (18) der weiteren Kolbenfläche (13) über eine Drossel (24) mit dem Druckmittelrücklaiif (2) verbunden ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (24) in einer axialen, die Druckkammer (18) mit der die Feder (15) aufnehmenden Kammer (25) verbindenden Bohrung angeordnet ist, wobei die Kammer (25) mit dem Rücklauf (2) in Verbindung steht.
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