DE7734284U1

DE7734284U1 - Druckmittelbetaetigte lastklemmvorrichtung, insbesondere fuer einen hubwagen

Info

Publication number: DE7734284U1
Application number: DE7734284U
Authority: DE
Original assignee: Cascade Corp
Current assignee: Cascade Corp
Priority date: 1975-08-29
Filing date: 1976-03-23
Publication date: 1978-05-03
Also published as: US3990594A; GB1476077A; NL7514487A; JPS5436386B2; DE2612219A1; IT1052525B; AU8704375A; FR2322087A1; FR2322087B1; JPS5229066A; DE7608897U1; CA1048897A

Description

DIPL..ING. H. FINK PATENTANWALT · 7300 ESSLl NGEN (NEc'lUtf" HINjD ξ Nf U RG £l VaSSE 44 |

. Pniiininnwall j IN K · D 7300 Eiilinn«n INiAor). HirnUabuigitioB· 44 ·

23. Februar 1976 By
P 6319

CASCADE Corporation, Portland, Oregon, USA

¹¹ Druckmittelbetätigte Lastklemmvorrichtung, insbesondere
"" für einen Hubwagen"^·

Beantragte Priorität der US-Patentanmeldung S.N. 608 9υ6 vom 29.

August 1975. |

Die Erfindung betrifft eine Lastklemmvorrichtung und insbe- |

sondere eine solche Vorrichtung, bei der es mit Hilfe einer |

bestimmten Ausbildung von Druckmittelmotoren möglich ist, den |

belasteten und nicht belasteten Zustand der Klemmarme (in bezug έ

auf deren Berühren eines äusseren Körpers) selbsttätig wahrzu- |

nehmen und dazu zu benutzen, um die Art der Flüssigkeitsverbinr+ ff

düngen zu bestimmen, welche in jedem vorhandenen Augenblick |

zwischen den die Arme bewegenden Druckmittelmotoren bestehen. |

Aus verschiedenen Gründen werden mehr und mehr Hubwagen mit Strom § aus elektrischen Batterien angetrieben als mit flüssigem Brenn- | stoff. Seither wurden hydraulisch betätigte Anbauten an Hubwagen | so entworfen, daß sie mit den Druck- und Fließcharakteristiken f übereinstimmen, die sich aus hydraulischen Pumpen ergeben, die
-durch Brennkraftmaschinen angetrieben sind. Der Trend zu der vermehrten Benutzung elektrisch betriebener Hubwagen hat einen Bedarf
für einen wirksameren hydraulischen Kreis zur Betätigung solcher
Anbauten geschaffen, um den im wesentlichen zeitaufwendigeren und
daher kostspieligeren Vorgang des Aufladens von Batterien eines
elektrisch betriebenen Hubwagens in Richtung zu stellen, der sich

7734284 03.05.78

- 2 - 23."Febr. 1*976 By

P 6319

vom Auftanken eines brennstoffbetriebenen Hubwagens unterscheidet. Z. B., wenn ein mit Benzin betriebener Hubwagen während einer typischen Acht-Stunden- Schicht aufgetankt werden muß, so ist dies eine verhältnismäßig schnell durchgeführte Angelegenheit und daher verhältnismäßig billig. Anders ausgedrückt, die Ausfallzeit für das Auftanken ist verhältnismäßig gering. Im Gegensatz dazu benötigt das Aufladen von Batterien in einem elektrisch betriebenen Hubwagen einen beträchtlichen Anteil an Zeit und sollte, wenn überhaupt möglich, während der Arbeitsschicht vermieden werden. Demzufolge und zur Berücksichtigung des vorgenannten Trends sowie auch der heute allgemeinen Haltung zur Energieeinsparung ist es von Bedeutung, den Wirkungsgrad des hydraulischen Kreises zu maximieren, der in Verbindung mit Hubwagenanbauten benutzt wird, um einen sparsamen und wirksamen Gebrauch der Energie zu machen, die aus elektrischen Batterien stammt.

Ein besonderer Zweck der vorliegenden Erfindung ist deshalb die Schaffung eines bestimmten Hydraulikkreises, der in Verbindung mit einem Anbau, z. B. einer Klemmvorrichtung, für einen Hubwagen verwendet werden kann und welcher Kreis eine bedeutend größere Leistung erbringt als früher bekannte Kreise, die für den gleichen allgemeinen Zweck benutzt wurden.

Genauer ausgedrückt, ist ein Zweck der «vorliegenden Erfindung einen solchen Kreis vorzusehen, bei dem die .belasteten und unbelasteten Zustände der Klemmarme in einer Klemmvorrichtung (unter Berücksichtigung ihrer Berührung mit einem äußeren Körper) automatisch wahrgenommen und zur Bestimmung der Art der Flüssigkeitsverbindungen benutzt wird, welche zu einem gegebenen Zeitpunkt zwischen Flüssigkeitsmotoren bestehen, die die Arme bewegen.

Wenn es, wie sich aus der nachstehenden Beschreibung ergibt, am besten ist, daß sich die Arme mit hoher Geschwindigkeit und geringer Kraft bewegen, so werden die Verbindungen zwischen den Motoren und der Druckmittelquelle selbsttätig hergestellt, welche eine solche Betätigung mit einem minimalen Erfordernis von der Pumpe

7734284 03J5.78

- 3 - *..·...· ^'...tfebri. 11976 By

P 6319

gefordertem Druckmittelizu dessen Durchführung sichern. Wenn es in gleicher Weise am besten ist, daß sich die Arme mit niederer Geschwindigkeit und mit großer Kraft bewegen, werden verschiedene Verbindungen zwischen den Motoren hergestellt, welche diese Betätigung sichern. Wiederum wird der Druckmittelfluß, um eine solche Betätigung hervorzurufen, auf einem Minimum gehalten.

Die Möglichkeit, daß die hierin vorgeschlagene neue Anordnung solche unterschiedliche Arbeitszustände ermöglichen kann, ergibt einen maximalen Gebrauch von jeder zu fördernden Druckmittelmengeneinheitund vergrößert demzufolge die Wirksamkeit des Gebrauches solchen Druckmittels. Außerdem zieht die vorgeschlagene Anordnung die Tatsache in Betracht, daß der Verbrauch von Energie aus einer Batterie eine Funktion des Betrages der von der Batterie entnommenen Stromstärke ist, als auch der Länge der Zeit, in der unterschiedliche Stromstärken entnommen werden. Versuche haben gezeigt, daß der vorgeschlagene Kreislauf, wenn er in einen üblichen, elektrisch betriebenen Hubwagen eingebaut und damit benutzt wird, eine übliche, ununterbrochene Benutzung eines solchen Hubwagen während einer üblichen Acht-Stunden- Schicht ermöglicht.

Nachstehend sind zwei miteinander verwandte Bauformen einer Vorrichtung offenbart, die die Merkmale und Vorteile aufweisen, welche vorstehend beschrieben sind. Diese beiden Bauformen sind in Verbindung mit zwei geringfügig unterschiedlichen Arten von Klemmerfor«.'.ernissen beschrieben, die häufig bei Hubwagenklemmvorrichtungen auftreten. Eine dieser Bauformen wird nachstehend als eine Grundklemmvorrichtung bezeichnet, welche einfach zum Bewegen eines Paares einander gegenüberliegender Lastklemmarme aufeinander zu und voneinander weg gebraucht wird, um zwischen sich eine Last einzuklemmen oder sich von dieser zu lösen. Die andere Bauform wird als eine Grund- und Seitenverschiebeklemmvorrichtung bezeichnet und ist nicht nur für die gleichen Zwecke wie die Grundklemmvorrichtung geeignet, sondern auch zum Bewegen einer Last von einer Seite zur anderen.

7734284 03.05.78

t ·"- · > ff

• ·

- 4 - ^:..^:...^;* ^??..Febr|. 1-9 76 By

P 6319

Bei beiden Bauformen bestehen beim Bewegen der Arme aufeinander zu, solange die Bewegung keines der Arme durch einen äußeren Körper behindert wird, eine Reihe von Verbindungen zwischen den diese Arme bewegenden Motoren, wobei die Verbindung eine verhältnismäßig schnelle gegenseitige Bewegung zwischen diesen Armen mit gerinne?? Kraft hervorruft. Wenn jedoch di.e Bewegung eines dieser Arme ge-I hindert ist, z, B. wenn einer dieser Arme an der Seite einer Last ; anliegt, so wird eine Parallelverbindung zwischen den Motoren her-I gestellt, wobei die Verbindung die Motoren für eine gegenseitige

I Bewegung mit geringer Geschwindigkeit und hoher Kraft zwischen If den Armen während des Klemmens umstellt. Wie erläutert wird, ver-I ringf>rt unter allen Bedingungen der Armbewegung die vorgeschlaii gene Erfindung die Menge des erforderlichen Druckmittels, welches

1 zur Erzeugung einer solchen Bewegung benutzt wird.

I Diese und andere Eigenschaften und Merkmale der Erfindung ergeben I sich deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung I mit der beigefügten Zeichnung. In dieser zeigen

j - Fig. 1 eine vereinfachte Vorderansicht eines Hubwagens, der eine

I Klemmvorrichtung hat, die entsprechend der vorliegenden

I Erfindung gebaut ist,

I Fig. 2 und 3 schematische Diagramme zweier verschiedener Bauformen

{ der vorgeschlagenen Klemmvorrichtungen.

I In Fig. 1 der Zeichnung ist mit 10 ein üblicher Hubwagen bezeich-I net, der einen lotrecht aus- und einfahrbaren Mast 12 sowie einen I lotrecht heb- und senkbaren Schlitten 14 aufweist. Auf diesem Schlit- "$ ten ist ein Lastgreifer 16 angebracht, der ein Paar einander gef genüber liegende, gegenseitig bewegbare Klemmarme 18, 2O hat, die durch doppelt wirkende Arbeitszylinder 22 bzw. 24 bewegbar sind. Ein in Fig. 1 nicht dargestellter Hydraulikkreis, der entsprechend der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist, ist mit den Motoren 22, 24 in nachstehend beschriebener Weise zum Zwecke des Steuerns der Arbeitsweise der Motoren und daher zum Steuern der Bewegungen der Klemmarme verbunden.

7734284 03.05.78

E · I C · t

t ·>» r · c

t * « CBe*

- 5 - "" 23*. 'Febr'. 1^76 By

P €319

In Fig. 2 ist eine entsprechend der Erfindung ausgebildete Bauform der Klemitrvorrichtung mit 26 bezeichnet, die einen Hydraulikkreis 27 aufweist, der zur Betätigung der Einrichtung gehört, die vorstehend mit Grundklemmeinrichtung bezeichnet wurde. Die vorstehend aufgeführten Arme 18, 20 und Motoren 22, 24 sind in Fig. 2 in äußerst vereinfachter Form dargestellt.

Bei der Klemmeinrichtung 26 hat der Motor 22 den üblichen Zylindermantel 28, in dem ein mit einer vorstehenden Kolbenstange 32 verbundener Kolben 30 untergebracht ist. Die kolben- und stangenseitigen Enden des Zylindermantels 28 sind mit 28a bzw. 28b bezeichnet. In gleicher Weise hat der Arbeitszylinder 24 einen Zylindermantel 34, einen Kolben 36 und eine Kolbenstange 38. Die kolben- und kolbenstangenseitigen Enden des Zylindermantels 34 sind mit 34a bzw. 34b bezeichnet. Klemmarme 18, 20 sind in geeigneter Weise an den äußeren Enden der Kolbenstange 32 bzw. 38 befestigt, wodurch die Hin- und Herbewegung der Kolben in den Zylindern die Bewegung der Arme bewirkt.

Die Arbeitszylinder 22, 24 haben unterschiedliche Größen, wobei der Arbeitszylinder 22 größer als der Arbeitszylinder 24 ist. Die unterschiedlichen Größen dieser beiden Arbeitszylinder sind derart gewählt, daß die Arbeitsfläche für das Druckmittel auf dem kolbenseitigen Ende des Kolbens 36 im wesentlichen die gleiche ist wie die auf dem kolbenstangenseitigen Ende des Kolbens 30. Für die nachstehend beschriebene Bauform der Erfindung ist dieses Verhältnis der Arbeitsflächen von Bedeutung.

Mit 40, 42 sind zwei Leitungen oder Leitungsverbindungen bezeichnet, welche mit einer auf dem Hubwagen 10 angeordneten, üblichen Druckmittelquelle verbunden sind. Die Leitungen 40, 42 führen Druckmittel den Motoren 22, 24 durch eine Ventileinrichtung zu oder davon ab, welche in dem mit 35 bezeichneten strichpunktierten Block dargestellt ist, dessen Bauform der vorliegenden Erfindung entspricht. Dieser Ventilblock wird sowohl als die Arbeitsweise

7734284 03.05.78

ϊ ";' "55"

2i31

1S76 By

ändernder Druckmittelkreis als auch als die Richtung des Druckmittelflusses ändernde Einrichtung bezeichnet. Wie sich nachstehend ergibt, bewirkt der Ventilblock 35 unterschiedliche Arten von Druckmittelverbindungen zwischen den Motoren und den Leitungen 4O, 42, um den Druckmittelfluß zu diesen Motoren hin oder von diesen weg zu leiten. Der Ventilblock ist mit den kolbenstangen- und kolbenseitigen Enden des Zylinders 28 durch die Leitungen 46 bzw. 48 und ' mit den kolbenstangen- und kolbenseitigen Enden des Zylinders durch die Leitungen 50 bzw. 52 verbunden.

Der Ventilblock 35 hat ein veränderliches, vorgesteuertes Folgeventil 54, ein Wechselventil 56, ein Paar federbelasteter Rück- j schlagentlastungsventile 58, 60 und ein Paar entlüfteter vorgesteuerter Rückschlagventile 62, 64.

Das Ventil 54 hat drei Ventilschieber, nämlich einen Folgeventilschieber 66 und ein Paar Schieber 68, 70 für vorgesteuerte Ventile. Jeder dieser drei Schieber ist als in zwei Quadrate unterteiltes Rechteck dargestellt, wobei der durch den Schieber zugelassene Fluß des Druckmittels durch die innerhalb der Quadrate dargestellten Marken bezeichnet ist. Die Schieber in dem Ventil 54 sind in ihren üblichen Lagen dargestellt. Im Zusammenhang mit den linken und rechten Enden des Schiebers 66 in Fig. 2 sind Schieberbetätiger 72 bzw. 74 vorgesehen. An dem rechten Ende des Schiebers 70 in Fig. 2 ist ein Schieberbetätiger 76 vorgesehen. Die wirksame Arbeitsfläche für das Druckmittel an dem Betätiger 74 ist beträchtlich größer als an dem Betätiger 76. Der Grund für diesen Unterschied wird später erläutert. Die Schieber 66, 68, 70 wirken körperlich derart zusammen, daß bei der Bewegung des einen Schiebers auch die anderen Schieber bewegt werden. Eine einstellbare, einen Federdruck ausübende Einrichtung, die allgemein mit 78 bezeichnet ist, wirkt auf die linke Seite des Schiebers 66 in Fig. 2 und sucht diesen Schieber als auch die Schieber 6 8 und 70 in Fig. 2 nach rechts zu schieben.

Der Fachmann weiß, daß es verschiedene unterschiedliche Wege gibt,

— 7 —

7734284 03.05.78

*» I'll t · β

- 7 - ·· ·" 2S. 'Pebri 1976 By

P 6319

in V7elcher ein Folgeventil wie das Ventil 54 körperlich ausgebildet sein kann. Die genaue Bauform eines solchen Ventiles bildet keinen Teil der Art, in welcher dieses Ventil mit anderen Komponenten der Erfindung zusammenwirkt. Deshalb sind Einzelheiten einer ausgewählten Bauform nicht besonders dargestellt oder hierin beschrieben. Zusätzlich zu den vielen verschiedenen Wegen, in welchen die Schieber und Betätiger innerhalb des Ventils im gegenseitigen Verhältnis zueinander gebaut werden können, kann z. B. die Teileinheit des Ventils 54 nach Wunsch in einem einstückigen Gehäuse untergebracht sein, welches auch eines oder mehrere der Ventile S6 bis 64 einschließlich enthält, oder die verschiedenen Ventile können getrennte Einheiten sein.

Werden die verschiedenen Leitungsverbindungen, welche zwischen den in Fig. 2 dargestellten Komponenten bestehen, in Betracht gezogen, so ist die vorstehend genannte Leitung 40 über eine Leitung 80 mit der rechten Eingangsseite des Wechselventils 56 in Fig. 2 verbunden, durch eine Leitung 82 und eine Drossel 84 mit der Arbeitsseito des Schieberbetätigers 76, über eine Leitung mit der Auslaßseite des Ventils 64 und unmittelbar mit der Auslaßseite des Ventils 62. Die Leitung 42 ist über eine Leitung 88 mit der in der Zeichnung linken Einlaßseite des Wechselventils 56, unmittelbar mit der vorstehend aufgeführten Leitung 48, über eine Leitung 90 mit der Arbeitsseite, des Schieberbetätigers 72 und unmittelbar mit der Bodenseite des Schiebers 66 in Fig. 2 verbunden.

Eine Leitung 92 verbindet den Auslaß des Wechselventils 56 mit der Sitzseite des Ventils 64. Diese Leitung ist auch über eine Leitung 94 mit der oberen Seite des Schiebers 66 in Fig. 2 verbunden. Die Kugelseite des Ventile 64 ist unmittelbar mit der Leitung 50 verbunden.

Die vorstehend erwähnte Leitung 46 ist mit der Kugelseite des Ventils 62 verbunden. Die Sitzseite dieses Ventiles ist über eine Leitung 96 mit der Bodenseite des Schiebers 66 in Fig. 2 verbunden. Die vorstehend erwähnte Leitung 52 ist unmittelbar mit der

7734284 03.05.76

i3i^fr¹»^^

- 8 - : ; : · 23.: Fte&rl 1976 By ** "* J?"6319 ' '

Oberseite des Schiebers 66 in Fig. 2 verbunden.

Leitungen 98, 100 verbinden die Sitz- bzw. Kugelseiten des Ventils 60 mit den Leitungen 46 bzw. 50. Die Vorsteuerung für die Ventile 62, 64 ist über die Leitungen 102, 104 vorgesehen, wobei die Leitung 102 die Vorsteuerseite des Ventiles 64 unmittelbar mit der Leitung 48 verbindet, und die Leitung 48 ist mit der Vorsteuerseite des Ventils 62 über die Leitung 104 verbunden. Die Sitz- und Kugelseiten des Ventiles 58 sind über die Leitungen 106 bzw. 108 mit den Leitungen 48 bzw. 96 verbunden.

Die Fig. 2 zeigt noch, daß eine Leitung 110 die Leitung 82 mit der unteren Seite des Schiebers 70 verbindet. Die obere Seite dieses Schiebers ist über eine Leitung 112 mit der Arbeitsseite des Schieberbetätigers 74 verbunden und über die Leitung 112 und eine Leitung 114 mit der oberen Seite des Schiebers 68 in Fig. 2. Eine Leitung 116 verbindet die untere Seite des Schiebers 68 in Fig. 2 über eine Drossel 118 mit der vorstehend aufgeführten Leitung 42.

Bei der Betrachtung der Wirkungsweise der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung wird angenommen, daß die Klemmarme 18, 20 anfangs entfernt von einem äußeren Körper sind, und daß deren Bewegung aufeinander zu zum Klemmen einer Last gewünscht wird. Hierzu wird das übliche, nicht dargestellte, auf dem Hubwagen vorhandene Hauptsteuerventil zur Lieferung von Druckmittel durch die Leitung 40 und für den Auslaß von Druckmittel durch die Leitung 42 eingestellt. Dadurch bewegt sich die Kugel innerhalb des Wechselventils 56 in Fig. 2 gesellen nach links und läßt Druckmittel zu der Leitung 92 durch» Dieses Druckmittel fließt dann durch das Ventil 64 und die Leitung 50 zum Stangenende ees Zylindermantels 34. Der Flüssigkeitsdurchfluß durch die Leitung 94 und durch den Ventilschieber 66 ist zu dieser Zeit blockiert. Dadurch beginnt der Kolben im Arbeitszylinder 24 in Fig. 2 gesehen sich nach links zu bewegen, wobei Druckmittel dann von dem kolbenseitigen Ende des Zylindermantels 34 abfließt. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, fließt dieses

.7734284 03.05.78

- 9 - 23. Febr. 19 76 By Ί

P 6319

Druckmittel durch die Leitung 52, den Ventilschieber 66, die Lei- |

tung 96, das Ventil 62 und die Leitung 46 unmittelbar in das stan- |

genseitige Ende des Zylindermantels 28. Daher beginnt der Kolben §

im Arbeitszylinder 22 in Fig. 2 gesehen sich nach rechts zu be- |

wegen. . |

Aufgrund der Tatsache, daß die Arbeitsfläche auf dem kolbensei- f

tigenJEnde des Kolbens 36 im wesentlichen gleich der auf dem stan- I genseitigen Ende des Kolbens 30 ist, werden von den Armen 18, 20 zugleich gleiche Bewegungen in entgegengesetzten Richtungen durchgeführt. Genauer ausgedrückt, für jeden vom Arm 20 in Fig. 2 gesehen nach links zurückgelegten Weg bewegt sieht der Arm 18 um

einen gleichen Weg nach rechts. In dem kolbenseitigen Ende des j

Zylindermantels 28 vorhandenes Druckmittel fließt über die Lei- |

tung 48 zur Leitung 42. Werden alle vorgesehenen Arbeitsflächen f

der beiden Kolben in den Motoren in Betracht gezogen, so ergibt |

sich das Schließen der Arme in Richtung aufeinander zu, um eine f

Last zu klemmen, durch die Beaufschlagung der kleinsten der Arbeits- |

flächen durch das Druckmittel. Die Arbeitsfläche ist nämlich die 1

auf dem stangenseitigen Ende des Kolbens 36. Unter diesen Umstän- |

den sind die Motoren in Serie miteinander verbunden, wobei das §

Druckmittel von der Hauptspeisequelle auf dem Hubwagen nur zu einer |

Seite einer der Arbeitsmotoren fließt. Daraus ergibt sich, daß jjf

nur eine geringe Menge des von der Pumpe geförderten Druckmittels |

erforderlich ist, damit während des Schließens der Arme diese eine j

bestimmte Wegstrecke zurücklegen. Da auch die Motoren in Reihe I

geschaltet sind, so bewirkt eine bestimmte Menge an Druckmittel | eine maximale Geschwindigkeit beim Bewegen der Arme. Demzufolge i

f kann ein ungehindertes Schließen der Klemmarme mit einem verhält- | nismäßig hohen Nutzeffekt durchgeführt werden, wobei sowohl die Menge des erfordelichen geförderten Druckmittels als auch die Zeitspanne berücksichtigt werden, welche die Arme auf einem bestimmten Schließweg brauchen.

Bis die Bewegung einer der beiden Klemmarme in Richtung zum anderen durch Berührung mit der Seite einer Last behindert wird, bleibt

- 10 -

7734284 03.05.78

■ lit ti·«

- 10 - ί : : * 2ίϊ.: Febrj 1^76 By

P 6319

die vorstehend beschriebene Lage ungeändert. Während dieser ganzen Zeit spricht das Polgeventil 54 auf den Druckunterschied zwischen den beiden Leitungen 40, 42 an. Das Abtasten des Druckes innerh£ub der Leitung 40 wird über die Leitung 82 und durch den Schieberbetätiger 76 durchgeführt. Das Abtasten des Druckes innerhalb der Leitung 42 wird über die Leitung 90 durch den Schieberbetätiger 72 durchgeführt.

Wenn die Bewegung eines der Arme/ wie beschrieben, gehindert wird, so ändert sich die Lage. Genauer ausgedrückt, der Druck innerhalb der Leitvjig 40 steigt sehr schnell gegenüber dem Druck innerhalb der Leitung 42 und wenn der Druckunterschied im Druckmittel zwischen diesen beiden Leitungen einen bestimmten Wert erreicht, so beginnt der Betätiger 76 den Ventilschieber 70 in Fig. 2 gesehen nach links zu verschieben. Dieser Druckunterschied in der Klemmeinrichtung 26 beträgt etwa 12i>ar. Bei der Bewegung des Ventilschiebers 70 um ein kleines Stück Weg nach links ändern sich die Durchflußverhältnisse in den Ventilschiebern 68, 66. Bei dem Ventilschieber 70 tritt insbesondere zwischen den Leitungen 110, ein Durchfluß auf, wie durch den Pfeil auf der rechten Seite des Ventilschiebers 70 in Fig. 2 dargestellt ist. Zugleich wird die Flüssigkeitsverbindung, welche vorher beim Ventilschieber 68 zwischen den Leitungen 114, 116 bestand, unterbrochen. Demzufolge wird Druckmittel mit gleichem Druck, wie in der Leitung 40 zur Arbeitsfläche des Schieberbetätigers 74 geleitet. Der Betätiger 74, der nun mit dem Betätiger 76 zusammenwirkt, verursacht eine schnelle Bewegung des Ventilschiebers 66 in Fig. 2 gesehen nach links, worauf der Durchfluß durch diesen Schieber sich von dem auf dem linken Quadrat dieses Schiebers eingezeichneten Durchfluß zu dem Durchfluß ändert, der innerhalb des rechten Quadrats im Ventilschieber eingezeichnet ist.

Dieses Wechseln des Ventilschiebers 66 stellt eine Parallelverbindung zwischen den Motoren 22, 24 her, worauf Druckmittel zugleich in die Stangenenden der Zylindermäntel von der Leitung 40 her fließt und wodurch zugleich aus den kolbenseitigen Enden der

- 11 -

7734284 03.05.78

- 11 '- 23. Febr. 1976 By

P 6319

Zylindermäntel Druckmittel in die Leitung 42 abgegeben wird.

Kurz nach einem solchen Wechsel des Ventilschiebers 66 fällt der Druckunterschied zwischen dem Druckmittel in der Leitung 40 und dem in der Leitung 42 beträchtlich. Es ist von Bedeutung, daß dieser Abfall im Druckunterschied keine Rückkehr des Ventilschiebers S₃ 66 in die in Fig. 2 dargestellte Lage bewirkt. Dieser Umstand μ und die Tatsache, daß es wünschenswert ist, einen verhältnismäßig Bchnellen Wechsel des Ventilschiebers 66 im wesentlichen genau dann zu bewirken, wenn der vorgenannte Druckunterschied die angegebene Höhe erreicht, ist der Grund dafür, daß die Arbeitsflächen der Betätiger 74, 76 unterschiedlich sind. Genauer ausgedrückt, anfänglich ist nur die Arbeitsfläche des Schleberbetätigers 76, die schmälere der beiden Flächen, dem Druckmittel in der Leitung 40 ausgesetzt. Wegen der verhältnismäßig geringen Größe dieses Bereiches muß ein bestimmter Druck innerhalb der Leitung 40 gegenüber der Leitung 42 erreicht werden, bevor der Betätiger den Ventilschieber 70 weit genug verschieben kann, um mit diesem Druckiiittel die Arbeitsfläche des Betätigers 74 zu beaufschlagen. Wenn jedoch ein solches Druckmittel den Betätiger 74 beaufschlagt, so erzeugt der beträchtlich größere Bereich der Arbeitsfläche dieses Betätigers in Verbindung mit dem kleineren Bereich des Betätigers 76 eine stark vergrößerte Bewegungskraft auf den Ventilschieber 66, wodurch dieser Ventilschieber in Fig. 2 gesehen schnell nach links verschoben wird. Auch erlauben die vereinigten Arbeitsflächenbereiche der Betätiger 74, 76 jetzt einen beträchtlichen Druckabfall im Druck des in der Leitung 40 befindlichen Druckmittels, bevor die Druckfeder 78 in der Lage ist, die Ventilschieber 66, 68, 70 in die Lage zurückzuführen, in der sie in Fig. 2 dargestellt ™ sind. Während verschiedene spezifische kleine Druckunterschiede für die Möglichkeit der Rückführung der Schieber gewählt werden können, so beträgt ein spezifischer Druckunterschied, der für die Klemmeinrichtung 26 gewählt worden ist, etwa 10bar.

Bei der Betrachtung der nachfolgend beschriebenen Lage des angehaltenen Armes wird angenommen, daß der erste Arm der beiden Klemm-

- 12 -

7734284 03.05.78

« «fr » » I · ■ t > 1 /j

9*1 I 1 '

- 12 - ·.,·.,.* ^^,,'iebr.! 15176 By

P 6319

arme, welche an der Seite einer Last anliegen, der Arm 18 ist. Wenn dies auftritt, so wird die Bewegung des Armes 18 gestoppt, wobei Druckmittel weiterhin zum Kolbenende des Zylinders 34 in gleicher Weise gefördert wird. Deshalb setzt der Arm 20 seine Bewegung in Richtung zur Last mit seiner ursprünglichen Geschwindig-I keit fort. Wenn die entgegengesetzte Lage auftritt, nämlich wenn I Arm 20 zuerst an der Seite einer Last ansteht, so wird die Beweis gung dieses Armes angehalten, wobei Druckmittel weiterhin zum stan-Ιέ·
I genseitigen Ende des Zylindermantels 28 gefördert wird. Da die ff Arbeitsfläche am stangenseitigen Ende des Kolbens 30 größer ist ;| als die am stangenseitigen Ende des Kolbens 36, so fährt der Arm I 18 fort, sich in Richtung zur Last aber mit etwas geringerer Geil
I schwindigkeit zu bewegen.

I Wenn beide Arme an der Last anliegen, so wird zwischen diesen I eine Klemmkraft aufgebaut, bei extrem geringer Bewegung mit hoher I Kraft zwischen den Armen. Der Arm 18 ist bestrebt, sich in Rich-

I tung zum Arm 20 zu bewegen, wobei der letztere bestrebt ist sta-

I - tionär zu bleiben. Der Grund hierfür ist natürlich, daß in der

I ParalIeIverbindung der Motoren 22, 24 das stangenseitige Ende des

I Kolbens 30 eine größere Arbeitsfläche als das stanger,seitige Ende

I des Kolbens 36 aufweist. Die Ventile 60, 64 verhindern natürlich

I das Abfließen von Druckmittel von dem stangenseitigen Ende des

f Zylindermantels 34. Wenn eine ausreichend große Kleinmkraft auf-

! gebaut wurde, wird die Zufuhr von Druckmittel durch die Leitung

ä 40 abgesperrt, wobei durch das Ventil 62 der Abfluß von Druckmittel

1 von dem stangenseitigen Ende des Zylindermantels 28 verhindert

I wird. Auf diese Weise wird die Last jetzt zwichen den Armen geklemmt,

^ύ Um die Last zu lösen, wird Druckmittel von der Druckmittelquelle auf dem Hubwagen zur Leitung 42 gefördert und aus der Leitung 40 abgeleitet. Da Druckmittel durch die Leitung 42 gefördert wird, wechselt die Kugel im Wechselventil 56 in die in Pig. 2 dargestellte Lage und der Schieberbetätiger 72 verschiebt im Zusammenwirken mit der Druckfeder 78 die Ventiischleber 66, 68, 7O in die in Fig. 2 dargestellte Lage. Die vorgesteuerten Rückschlagventile 62, 64

- 13 -

7734284 03.05.78

ti

B mm iaiitiet - γ

·· · ■ ^f ^l s) η

■ ·ι ι * f *■ ¥

- 13 - ·' ■" 23*. Tebr". 1976 By k

P 6319 I

sind im vorgesteuerten Zustand offen und erlauben den Abfluß von f| Druckmittel von den stangenseitigen Enden der Zylindermäntel 28, $[ 34. j

Wieder sind die Motoren 22, 24 in Serie geschaltet. Durch die |

Leitung 42 gefördertes Druckmittel fließt durch die Leitung 48 I

zum kolbenseitigen Ende des Zylindermantels 28. Aus dem stangen- f seitigen Ende dieses Zylindermantels austretendes Druckmittel fließt
zum kolbenseitigen Ende des Zylindermantels 34, wo das Druckmittel
dann vom stangenseitigen Ende des Zylindermantels 34 zur Leitung

42 zurückfließt. Da der Druckmitteldruck in der Leitung 42 zu dieser :

Zeit kleiner als der Druck des Druckmittels ist, das aus dem stan- I

genseitigen Ende des Zylindermantels 34 abfließt, wird das Druck- :_;

rlttel, das aus dem Zylindermantel 34 abfließt, wieder verwendet, ,

indem es dem Druckmittel zugeführt wird, das in der Leitung 42 \

fließt, um das öffnen der Arme zu beschleunigen. Anders ausgedrückt, )

das öffnen der Arme unter diesen Umständen geschieht bei einer \

beträchtlich höheren Geschwindigkeit als das ursprüngliche Schließen ,;

der Arme in Richtung zur Last. Diese erhöhte Geschwindigkeit wäh- f

rend des öffnens der Arme erhöht natürlich die Wirksamkeit der ^

Klemmeinrichtung 26 hinsichtlich der Zeit und der Energie. §

Sollte einer der Arme während des öffnens einen äußeren Körper
berühren, so wird er angehalten und der andere Arm öffnet weiter,
z. B. wenn das öffnen des Armes 18 behindert ist, so öffnet das
Ventil 58, um Druckmittel am Motor 22 im Nebenschluß vorbeizuführen. Wenn in gleicher Weise die Auswärtsbewet,\mg des Armes
20 anhält, so öffnet das Ventil 60, um den Motor 24 zu umgehen.

Die Drossel 84 wirkt als Stoßdämpfer zwischen der Leitung 40 und
der Schieberbetätigung 76. Sie verhindert ein unbeabsichtigtes
Verschieben der Ventilschieber 66, 68, 70 zu der Zeit, wenn Druckflüssigkeit anfangs in die Leitung 40 gefördert wird, um die Arme
zu schließen. Die Drossel 118 wirkt während der Bewegung der Ventilschieber, damit ein ausreichender Druck am Schieberbetätiger
74 aufgebaut werden kann.

- 14 -

7734284 03.05.78

—'

- 14 - : : : · 23.: FtebrL 1576 By

In Fig. 3 ist eine hier im allgemeinen mit 120 bezeichnete andere Bauform der Klemmeinrichtung nach der Erfindung dargestellt, worin ein Hydraulikkreis 122 vorgesehen ist, der zur Betätigung der vorstehend als Grund- und Seitenbewegungsklemmvorrichtung bezeichneten Vorrichtung dient. Um die Beschreibung der Bauform nach Fig. 3 zu vereinfachen, wurden die in" Fig. 2 benutzten Bezugszeichen so weit wie möglich auch in Fig. 3 benutzt, um gleiche oder gleich artige Bauteile zu bezeichnen.

Da der in Fig. 3 dargestellte Lastgreifer 16 von dem in Fig, 2 dargestellten Lastgreifer 16 nur geringfügig unterschieden ist, wurden auch hier identische Bezugszeichen beibehalten. Der wesentliche unterschied zwichen den beiden Lastgreifern besteht darin, daß der in Fig. 3 dargestellte Motor 22 im wesentlichen gleich groB ist wie der Motor 24.

Leitungen 40, 42 führen bei dieser Bauform Druckmittel dan Motoren 22, 24 über eine Ventilvorrichtung 124 zu oder von diesen ab, die strichpunktiert dargestellt und in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung gebaut ist. Wie ersichtlich, schließt diese Ventileinrichtung viele Bauteile ein, die auch in Fig. 2 gezeigt und schon beschrieben sind. Aus dem Ventilblock 124 ist ein Ventil entsprechend dem Ventil 60 ausgelassen und an seine Stelle ist ein abgedichtetes, federbelastetes, entlastetes, vorgesteuertes Rückschlagventil 126 getreten. Weiterhin hat der Ventilblock 124 zwei zusätzliche Ventile, nämlich ein vorgesteuertes Rückschlagventil 128 und ein entlastetes vorgesteuertes Rückschlagventil 130.

Die Sitz- und Kugelseiten des Ventiies 126 sind über Leitungen 132 bzw. 134 mit den Leitungen 46 bzw. 50 verbunden. Die Entlastung dieses Ventils ist durch eine Leitung 136 vorgesehen, welche das Ventil mit der Leitung 92 verbindet. Die Vorsteuerung für das Ventil 126 wird durch eine Leitung 138 vervollständigt, welche das Ventil mit einer Leitung 140 verbindet. Die Leitung 140 verbindet die Leitung 52 mit der Kugelseite des Ventils 130. Die Sitz seite des Ventils 130 ist über eine Leitung 142 mit der oberen

- 15 -

7734284 03.05.78

- 15 - ··— -^"Febr⁵. A76 By

P 6319

Seite des Ventilschiebers 66 in Fig. 3 verbunden. Die Entlastung für das Ventil 130 ist durch eine Leitung 144 vorgesehen, welche mit der Leitung 102 verbunden ist.

Die Leitung 48 in der Bauform nach Fig. 3 ist mit zwei Leitungen 146, 148 verbunden. Die Leitung 148 ist mit der Kugelseite des Ventils 128 verbunden, dessen Sitzseite mit der Leitung 42 durch eine Leitung 150 verbunden ist. Die vorstehend in Verbindung mit Fig. 2 aufgeführten Leitungen 102, 106 sind im Falle der Bauform nach Fig. 3 mit der Leitung 150 verbunden. Das Vorsteuern für das Ventil 128 ist über eine Leitung 152 vorgesehen, welche mit der Leitung 40 verbunden ist. Das Vorsteuern des Ventiles 130 ist über eine Leitung 153 vorgesehen, welche mit der Leitung 152 verbunden ist.

Schließlich ist die Leitung 52, wo sie mit der Leitung 140 zusammengeführt ist, auch mit einer Leitung 154 verbunden. Die Leitungen 146, 154 sind ftachs-iehend als eine andere Leitung für die Zufuhr und die Abfuhr von druckmittel zu bzw. von den Motoren 22, 24 bezeichr Durch diese beiden Leitungen wird Druckmittel zur Seitenverschiebung der Arme im Lastgreifer 16 zu- und abgeführt.

Das öffnen und Schließen der Arme 18, 20 in der in Fig. 3 dargestellten Bauform geschieht im wesentlichen in gleicher Art wie das öffnen und SCchließen der Arme bei der Bauform nach Fig. 2. Wie vorstehend beschrieben, schaltet deshalb das Ventil 54 die Motoren 22, 24 zwischen Reihen- und Parallel-Anordnungen abhängig vom belasteten oder unbelasteten Zustand der Arme. Ein Anstoßen der Arme sowohl beim öffnen als auch beim Schließen führt zu einem Verhalten des Druckmittelkreises 122, das zusammen mit dem Druckmittelkreis 27 vorstehend beschrieben ist.

Wenn die Arme in Fig. 3 gesehen nach links seitlich verschoben werden sollen, so fließt Druckmittel von der Druckmittelquelle auf dem Hubwagen zur Leitung 146, wobei die Leitung 154 dann mit dem Druckmittelauslaß verbunden ist. Druckmittel fließt dann in das kolbenseitige Ende des Zylindermantels 28 und verschiebt den

- 16 -

7734284 03.05.78

3 0 ι J 1 :> Λ i

- 16 - ·,,',,,' 2ft.\pebri 1976 Bv

P 6319

Kolben 30 in Fig. 3 gesehen nach links-, wobei Druckmittel durch die Leitungen 46, 132, das Ventil 126 und die Leitungen 134, 50 zum stangenseitigen Ende des Zylindermantels 34 gefördert wird. Demzufolge wiird der Kolben 36 in Fig. 3 um den gleichen Betrag nach links verschoben. Druckmittel fließt von dem kolbenseitigen Ende des Zylindermantels 34 durch, die Leitung- 52 zur Leitung 154.

Die Seitenverschiebung der Arme nach rechts in Fig. 3 gesehen wird durchgeführt, wenn Druckmittel zur Leitung 154 gefördert wird, welches dann in das kolbenseitige Ende des Zylindermantels 34 eintritt. Der Kolben 36 wird dann in Fig. 3 gesehen nach rechts verschoben, wobei Druckmittel aus dem stangenseitigen Ende des Zylindermantels 34 über die Leitungen 50, 134, das Ventil 126 und die Leitungen 132, 46 zum stangenseitigen Ende des Zylindermantels 28 gefördert wird. Demzufolge bewegt sich der Kolben 30 um den gleichen Betrag in Fig. 3 nach rechts. Vom kolbenseitigen Ende des Zylindermantels 28 austretendes Druckmittel fließt durch die Leitung 48 zur Leitung 146.Der Druck des Druckmittels in der Leitung 154, welche mit den Leitungen 140, 138 verbunden ist, ist größer als der Druck des Druckmittels in der Leitung 136. Demzufolge wird das Ventil 126 zum öffnen vorgesteuert, um den Abfluß von Druckmittel vom stangenseitigen Ende des Zylindermantels 34 zu ermöglichen.

Hierdurch ergibt sich, wie die erfindungsgemäSe Vorrichtung die ihr zugrunde liegende Aufgabe löst und wie vorstehend beschrieben verschiedene Vorteile bietet. Die Armbewegung während des Schließens und des öffnens findet mit hoher Geschwindigkeit statt, bis beide Arme eine Last ergriffen haben. Das öffnen der Arme geschieht wegen eier auftretenden, regenerativen Strömungsverhältnisse mit besonders hoher Geschwindigkeit. Wenn die Bewegung eines einzelnen Armes gehindert wird, so setzt der andere Arm seine Bewegung fort.

Eine verhältnismäßig geringe Menge an ströRendem Druckmittel ist zu jedem Schließen und öffnen der Armbewegung erforderlich. Deshalb sind Zeitausnutzung und Energieeinsparung (im Verhältnis zum

- 17 -

7734284 03.05.78

■ t t i lit«

- 17 - ' '· · ' 2??i Fe"br|. 1>376 By

P 6319

Fördern des Druckmittels) maximiert.

Wenn während des Schlleßens der Arme die Bewegung eines Armes gehindert wird, so schalten bei dem neuen vorgesehenen Ventilblock die Motoren für die Betätigung der Arme von ihrer Reihenschaltung in eine Parallelschaltung um. Dies befähigt den Motor für eine verhältnismäßig kraftvolle Klemmbetätigung mit geringer Geschwindigkeit, wenn beide Arme an einer Last angreifen.

Die vorgeschlagene Vorrichtung kann nicht nur für das einfache Klemmen und öffnen verwendet werden, sondern auch in Verbindung mit der Seitenverschiebung.

Während zwei Bauformen der Erfindung dargestellt und beschrieben sind, ist es für den Fachmann klar, daß Änderungen und Abwandlungen durchgeführt werden können ohne sich deshalb aus dem Rahmen der Erfindung zu entfernen.

- 18 -

7734284 03.05.78

Claims

H. FINK PATENTANWALT - 7300 ESSLINGEN (N • · Γ'. 1 I ι% · >· 44 I ECYaR)"*. HINDENBUR3STRASSE DI PL.-1N G.

. Poltnlanwoll FINK - D7300 EulinQen (Nxiar). Hind«nburflitro6« Ή ·

30. Aug. 1977Th P 6319

G 76 08 897.6 Cascade Corporation

Schutzansprüche

I— 1. Druckmittelbetätige Lastklemmvorrichtung mit einem Paar

im Abstand voneinander angeordneter, einander gegenüberliegender, gegenseitig bewegbarer Klemmarme, die aufeinander zu und voneinander weg bewegbar sind, mit einem Paar druckmittelbetriebener Motoren, wobei jeweils einer für e;i.nen

. Arm vorgesehen und mit diesem zu dessen Bewegung fest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Motoren (22_r 24) doppeltwirkend sind, wobei jeder einen Zylindermantel (28, 34) mit stangenseitigen und kolbenseitigen Enden aufweist, durch die Druckmittel zu- und abführbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeic hn e t , dass die Motoren (22, 24) unterschiedliche Grossen haben, wobei die wirksame Arbeitsfläche für das Druckmittel an dem kolbenseitigen Ende des einen Motors der Arbeitsfläche am stangenseitigen Ende des anderen Motors entspricht.

7734284 0 3,05,78

■ ·■■ · · 3 3 α ■

μ fr» atiti Φ *

- 2 - 30. Aug. 1977Th

P 6319
3. Vorrichtung nach Anspruch Λ, dadurch gekennzeichnet, dass die Motoren (22, 24) im wesentlichen in gleicher Grosse mit im wesentlichen gleichen Arbeitsflächen für das Druckmittel an den stangenseitigen Enden der Zylindermäntel der Motoren als auch an den kolbenseitigen Enden der Zylindermäntel ausgebildet sind.

7734284 03.05.78