DE2460463A1

DE2460463A1 - Windwerk-antrieb, insbesondere fuer baukraene oder dergleichen hebezeuge

Info

Publication number: DE2460463A1
Application number: DE19742460463
Authority: DE
Inventors: Kaspar Dipl Ing Ritter
Original assignee: KOPAT GES fur KONSTRUKTION EN; Kopat Gesellschaft fur Konstruktion entwicklung und Patentverwertung Mbh & Co KG
Current assignee: Allgaier Werke GmbH and Co KG
Priority date: 1974-12-20
Filing date: 1974-12-20
Publication date: 1976-07-01
Also published as: DE2460463C2; FR2294976A1; FR2294976B1; US4074891A

Description

K Ü P A T

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Die Erfindung erstreckt sich auf einen UJindwerk-Antrieb gemäß dem Gattungsbegriff des Hauptansprucheso Bei einem dem Anmeldungsgegenstand am nächsten kommenden v/orbekanntan "Hydrostatischen Getriebe für Hebezeuge" gemäß DAS Nr. 2 337 699 besteht die durch dieses Getriebe zu lösende Aufgabe darin, bei einem hydrostatischen Getriebe mit einer Stellpumpe und einem die Last beiliegenden Stellmotor, dessen Ausgangsglied mit einer Haltebremse versehen ist, deren Ausrückvorrichtung beim Anlaufbetrieb der Last durch ein Schaltgerät in Tätigkeit gesetzt tuird, sobald der Getriebehochdruck einen der Last das Gleichgewicht haltenden Uiert (Äquilibrierung) erreicht hat, wobei das Getriebe neben den üblichen Zusatzeinrichtungen (Füllpumpe, Druckbegrenzer) eine Hilfspumpe aufweist, zu erreichen, daß bei jedem eingestellten Betriebszustand die gewünschte Hebe- und Senkgeschwindigkeit bzw_e sin Stillstand der Last trotz Laständerungen eingehalten wird* Diese Aufgabe ist bei dem vorbekannten Getriebe dadurch gelöst morden, daß zumindest in den Phasen der hydrostatischen Äquilibrierung und des Anlaufbetriebes der Last in die Hochdruckleitung ein Teil der Fördermenge der Hilfspumpe eingespeist wird, deren anderer Teil über einen einstellbaren, durch ein elektronisches Schaltwerk gesteuerten Servo-Druckbegrenzer einem Flüssigkeitsbehälter zugeführt wird, wobei das Schaltwerk dauernd den Uiert des Widerstandsmomentes der Last mit dem UJert des Getriebe-Hochdrucks vergleicht und die der Getriebe-Hochdruckleitung von der Hilfspumpe zugespeiste Flüssigkeitsmenge über die Betätigung des Druckbegrenzers den Getriebe-Hochdruck in einem die Laständerung kompensierenden Sinn ändert. Ein solches Getriebe erfordert schon infolge der benötigten zusätzlichen Hilfspumpe gegenüber einem normalen aus Pumpen- und Motorteil sowie einer Füllpumpe bestehenden hydrostatischen Getriebe einen verhältnismäßig hohen technischen und wirtschaftlichen Aufwände Außerdem bietet aber auch die Steuerung der Auslösevorrichtung für die Haltebremse in Abhängigkeit vom Gleichgewicht zwischen dem durch einen Abgreifer gemessenen Last-UJiderstandsmoment und einem Getriebe-Hochdruckabgreifer ermittelten Antriebsmoment bei der Anordnung des Last-lüiderstandsabgreifers in einer nahezu starren Lenkstange auch bei Verwendung höchst

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empfindlicher und entsprechend aufwendiger Rleßgeräte keine Gewähr dafür, daß in der Praxis in allen Betriebszuständen ein wirklich ruckfreies Anfahren der Last in Heben» und/oder Senkenrichtung erreicht wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen liJindwerk-Antrieb zu schaffen, der mit möglichst geringem Aufwand jedes geringste anfängliche Durchsacken der Last beim Anfahren aus dem Stillstand sowohl in Heben- als auch in Senkenrichtung mit Sicherheit zu vermeiden gestattet. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst worden, daß der stationäre Teil der Feststellbremse wie z. B₀ die Bremsbacken mit Anpreßgestänge und lösbarem Federkraft-Betätigungselement um eine zur Abtriebswelle des Hydraulikmotors konzentrische Achse leicht drehbar gelagert ist und mit einem elektrischen Schalter im Auslösestromkreis für die Feststellbremse derart in leitungsverbindung steht, daß die Bremse nur bei einem - minimalen - Drehausschlag des Bremsgestänges in Hebenrichtung selbsttätig gelöst wird. Durch diese Ausgestaltung ist sichergestellt, daß die Bremse unabhängig von der absoluten Größe der jeweils zu fördernden Last und von der Größe des Schlupfes im Getriebe erst in dem moment automatisch gelöst wird, in dem zwischen dem Lastmoment und dem Antriebs-Drehmoment auf die Seiltrommel und die mit dieser in mechanischer Verbindung stehende Bremse ein genaues Gleichgewicht herrscht. Aus einem solchen - vor dem Lösen der Bremse zwangsläufig herbeizuführenden und mechanisch kontrollierbaren Gleichgewichtszustand heraus erfolgt dann erst der völlig stoßfreie Übergang zum Heben bzw₀ Senken der Laste

Eine vorteilhafte weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen lifindwerk-Antriebes besteht darin, daß in dem geschlossenen Druck-* mittelkrsislauf des hydrostatischen Getriebes ein die Druck- und Saugleitung verbindendes, elektro-hydraulisch betätigtes, vorsteuerbares Kurzschlußventil angeordnet und so gesteuert ist, daß bei jedem Einfallen der Feststellbremse das Getriebe selbst-

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tätig entkuppelt und beim Betätigen des Fahrhsbels aus seiner Nullstellung heraus selbsttätig eingekuppelt wird. Durch eine solche Ausbildung des Ulinduierk-Antriebes wird einmal jede zusatzliche Belastung der Bremse durch den Antriebsmotor mit Sicherheit ausgeschaltet und gleichzeitig die Leerlaufleistung des Antriebsmotors bei allen Stillstandszeiten des Ulinduierkes auf einen iflindestuiert herabgesetzt und damit der gesamte verbrauch an Antriebsenergie erheblich verringert·

Eine bevorzugte Ausführung des erfindungsgemäßen UJinduierk-Antriebes besteht schließlich darin, daß das hydrostatische Getriebe in an sich bekannter Weise aus je einem volumenveränderlichen Pumpen- und Motorteil in Kompaktbauweise ("back to back"-Anordnung) gebildet ist. Ein solches Getriebe vereinigt nämlich in sich durch Vermeiden aller äußeren Hochdruck-Verbindungsleitungen eine gerade für den Antrieb von Hebezeugen besonders wichtige höchste Betriebssicherheit mit geringem Platzbedarf und günstigem Wirkungsgrad, so daß es einen geradezu idealen stufenlos regelbaren Hebezeug-Antrieb unter Verwendung eines normalen Drehstrom-Elektromotors als Energiequelle ermöglicht.

Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung mit 5 Abbildungen näher erläutert. Von diesen zeigen im einzelnen:

Fig. 1 die Gesamtanordnung eines UJinduierk-Antriebes nach der Erfindung im schematischen Grundriß,

Fig* 2 ein Schema des Druckmittelkreislaufs und des elektrischen Verriegelungs-Schaltplanes (ohne elektronische Steuerung und Leistungsregelung),

Fig. 3 die Ausbildung der Feststellbremse im Längsschnitt entsprechend der Linie III-III in Fig₀ 4 in vergrößertem maßstab,

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Fig. 4 die gleiche Feststellbremse in Ansicht in Richtung IV der Fig. 3 und

Fig. 5 die Bremstrommel der Feststellbremse im Querschnitte

Der in Fig<? 1 veranschaulichte Illindtuerk-Antrieb besteht aus einem normalen Drehstrom-Elektromotor 1, der über ein stufenlos regelbares hydrostatisches Getriebe 2 mit nachgeordnetem mechanischen Untersetzungsgetriebe 3 eine Seiltrommel 4 mit beliebiger Drehrichtung und in weiten Grenzen veränderbarer Drehzahl zum Auf- bzw. Abwickeln eines Förderseiles 5 anzutreiben gestattet. Auf einer stets mit der Seiltrommel 4 drehfest verbundenen Welle 6 des mechanischen Untersetzungsgetriebes 3 ist eine Feststellbremse 7 angeordnet, deren spezielle Ausbildung anhand der Figuren 2 bis 5 beschrieben ist. Wie aus dem Schemabild des Druckmittelkreislaufs und des elektrischen Verriegelungs-Schaltplanes der Fig. 2 und den Darstellungen der Feststellbremse in den Fig. 3 bis 5 ersichtlich ist, ist der mit der Bremstrommel 8 auf der Getriebeiuelle 6 zusammenwirkende stationäre Teil der Feststellbremse 7 mit Hilfe einer am mechanischen Getriebe konzentrisch zur Welle 6 mittels eines Kugellagers 9 leicht drehbar angebrachten Traverse 10 so gehaltert, daß dieser aus der Traverse 10, den Bremsbacken 11,11* mit Anpresgestänge 12,12* und dem hydraulisch lösbaren Federkraft-Betätigungselement 13 sowie Verbindungsbolzen 14 bestehende Teil der Feststellbremse durch Anschläge 15,15* begrenzte kleine Winkelausschläge in Richtung der Pfeile 16,16' machen kann. Bei stillstehendem Windwerk und drucklosem FlüssigkaLtsraum 17 werden die Bremsbacken 11j11^f durch die vorgespannte Feder 18 im Betätigungselement 13 über die biegesteifen Gestängeteile 12_T12^f an die Bremstrommel 18 gepreßt. Dabei wird der gesamte stationäre Teil der Feststellbremse einschließlich der Traverse 10 durch die Vorspannung einer verhältnismäßig schwachen Feder 19 im Sinne des Pfeiles 16 in Anlage an dem Anschlag 15 gehalten, so daß der als Schließer wirkende Schalter 20 geöffnet ist„ Wie aus dem Schemabild des Druckmittelkreislaufs in Fig· 2 weiter ersehen werden kann, befindet sich das vom Elektro-

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motor 1 mit gleichbleibender Drehzahl und Drehrichtung angetriebene aus Pumpenteil 21 und IKlotorteil 22 mit verstellbaren Förder- bzujo Schluckvolumina im geschlossenen Kreislauf sowie einer Füllpumpe bestehende hydrostatische Getriebe in Leerlaufstellung mit geöffnetem, durch ein Vorsteuerventil 24 betätigbarem, Entkupplungsventil 25 und stillstehender antriebsmomentenfreier und mit unterschiedlicher Drehrichtung und stufenlos regelbarer Drehzahl antreibbaren zugleich die Eingangszeile des mechanischen Untersetzungsgetriebes 3 bildenden Ausgangszeile 6 und von der Füllpumpe 23 über ein Vorsteuerventil 26 und ein Fülldruckventil 27 im Kreislauf aus und mieder in den Getriebesumpf 28 geförderter Betriebsflüssigkeit. Zum Verändern des Übersetzungsverhältnisses in dem aus Pumpenteil 21 und Hlotorteil 22 in Kompaktbauweise bestehenden hydrostatischen Getriebe 2 können die Schuienkkörper 29 und 30 beider Teile z„ B, über ein schematisch dargestelltes Verbindungsgestänge 31,32 im einen oder anderen Sinne des Doppelpfeiles 33 durch einen Servoverstellzylinder 34 mit stillstehendem Kolben 35 auf unterschiedliche Schrägwinkel eingestellt werden· Dabei wird der Verstellzylinder 34 auf der einen oder anderen Seite des Kolbens 35 je nach dem Ausschlag eines in an sich bekannter Weise von einem nicht mit dargestellten, durch einen handbetätigten UJählhebel beeinflußbaren Potentiometers und eines von diesem beeinflußten elektro-hydraulischen Steuerschiebers 45 nach der einen oder anderen Seite aus der in Fig. 2 gezeigten !flittellager herausbeuiegt. Bei jeder Betätigung des lüählhebels aus seiner Nullstellung tuird gleichzeitig das Relais 36 in der Stromzuführung 37 für das Vorsteuerventil 24 geschlossen und dadurch das Kurzschlußventil 25 in seine die Hochdruckleitungen 38,39 des hydrostatischen Getriebes trennende Stellung gebracht. Gleichzeitig wird durch einen vom Verstellgestänge 32 betätigten als Schließer wirkenden Schalter 40 ein erstes Relais 41 in der Stromzuleitung 42 zum elektro-hydraulischen Steuerventil 44 für das Bremsbetätigungselement 13 geschlossen·Sobald nun bei Beginn der Förderung des Pumpenteils 21 an der Ausgangszeile 6 des Getriebes 2 ein zunächst immer in Richtung Heben - Pfeilrichtung 16 * - wirkendes das Lastmoment geringfügig übersteigendes Drehmoment entsteht, tuird - unabhängig von der absoluten Größe des in Richtung des Pfeiles 16 auf den stationären Teil der Feststellbremse wirkenden Lastmomentes - im gleichen Augenblick der Schalter 20

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des Getriebes 2 ein zunächst immer in Richtung Heben - Pfeilrichtung 16* - wirkendes das Lastmoment geringfügig übersteigendes Drehmoment entsteht, wird - unabhängig von der absoluten Größe des in Richtung des Pfeiles 16 auf den stationären Teil der Feststellbremse wirkenden Lastmomentes - im gleichen Augenblick der Schalter 20 für ein zweites Relais 43 geschlossen, so daß das elektro-hydraulische Ventil 44 in seine die Beaufschlagung des Betätigungselementes 13 freigebende Stellung gelangt und damit die Feststellbremse 7 gelöst wird. Bei jeder willkürlichen oder auch ungewollten Unterbrechung des Stromkreises 42 zum Auslösesteuerventil 44 für das Bremsbetätigungselement 13 uiird die Feststellbremse 3 durch die vorgespannte Feder 18 unverzüglich wieder angezogene Beim Einlaufen des Servo-l/erstellzylinders 34 in die Nullstellung wird durch Abfallen des Relais 36 im Stromkreis 37 außerdem der Kraftschluß im hydrostatischen Getriebe 2 durch Kurzschließen der Saug- und Druckleitungen 38,39 unterbrochene

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Claims

Anmelder: KOPAT G&sellschaft für Konstruktion, Entwicklung und Patentverrertung mbH & Co. KC, 7323 BoIl Krs. Göppingen, Gruibi.-.c.ur Str. '\3 ,

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Ansprüche :

1o) /UJindwerk-Antrieb, insbesondere für Baukräne oder dergleichen __^/ Hebezeuge, bestehend aus einem normalen Drehstrom-Elektromotor, einem hydrostatischen Getriebe mit elektronisch-hydraulischer Servoverstellung zum stufenlosen Verändern der Fördergeschwindigkeiten und -Momente, dessen Hflotorteil - vorzugsweise über ein mechanisches Untersetzungsgetriebe - mit einer Seiltrommel verbunden ist sowie einer im Gleichgewichtszustand zwischen Last- und Antriebsmoment selbsttätig elektro-hydraulisch lösenden federkraftbetätigten Feststellbremse für die Seiltrommel, dadurch gekennzeichnet, daß der stationäre Teil der Feststellbremse wie z« Bo die Bremsbacken (11,11*) mit Anpreßgestänge (12,12^s) und lösbarem Federkraft-Betätigungselement (13) um eine zur Abtriebswelle (6) des Hydraulikmotors konzentrische Achse leicht drehbar gelagert ist und mit einem elektrischen Schalter (20) im Auslösestromkreis für die Feststellbremse derart in Wirkungsverbindung steht, daß die Bremse nur bei einem - minimalen - Drehausschlag des Bremsgestänges in Hebenrichtung selbsttätig gelöst uiirdo
2.) lUindwerk-Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß in dem geschlossenen Druckmittelkreislauf des hydrostatischen Getriebes ein die Druck- und Saugleitung verbindendes, elektro-hydraulisch betätigtes, vorsteuerbares Kurzschlußventil (25) angeordnet und so gesteuert ist, daß bei jedem Einfallen der Feststellbremse (7) das Getriebe selbsttätig entkuppelt und beim Betätigen des Fahrhebels aus seiner Nullstellung heraus selbsttätig eingekuppelt wird·

3«) UJindwerk-Antrieb nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch' gekennzeichnet, daß das hydrostatische Getriebe in an sich bekannter Weise aus je einem volumenveränderlichen Pumpen- und fflotorteil in Kompaktbauweise ("back to back"-Anordnung) besteht.

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