EP0055247A2 - Ladekran - Google Patents

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EP0055247A2
EP0055247A2 EP81890209A EP81890209A EP0055247A2 EP 0055247 A2 EP0055247 A2 EP 0055247A2 EP 81890209 A EP81890209 A EP 81890209A EP 81890209 A EP81890209 A EP 81890209A EP 0055247 A2 EP0055247 A2 EP 0055247A2
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EP
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hydraulic drive
swivel arm
valve
overload
lowering
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/003—Systems with load-holding valves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C23/00—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
    • B66C23/88—Safety gear
    • B66C23/90—Devices for indicating or limiting lifting moment
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/50—Pressure control
    • F15B2211/505—Pressure control characterised by the type of pressure control means
    • F15B2211/50509—Pressure control characterised by the type of pressure control means the pressure control means controlling a pressure upstream of the pressure control means
    • F15B2211/50545—Pressure control characterised by the type of pressure control means the pressure control means controlling a pressure upstream of the pressure control means using braking valves to maintain a back pressure

Definitions

  • the invention relates to a loading crane with a swivel arm which can be raised and lowered by means of a first hydraulic drive and which optionally comprises a plurality of swivel arm parts which can be moved relative to one another by means of further hydraulic drives, a load holding valve being connected upstream of the cylinder space of the first hydraulic drive associated with a lifting movement of the swivel arm which can be controlled into the open position by an increase in pressure in the line connected to the cylinder chamber associated with a lowering movement, and with which an overload valve communicates with the first hydraulic drive, which responds in the event of a crane overload and one or more of the hydraulic drives against a torque increasing the load torque Movement blocks.
  • a loading crane with an overload protection device which is primarily intended for mounting on trucks, is described for example in DE-PS 21 54 631.
  • This loading crane consists of a two-part swivel arm and a telescopic extension arm, whereby all these arms can be moved against each other by means of double-acting hydraulic drives. The movement of the hydraulic drives is initiated by means of control valves.
  • an overload valve communicates with the hydraulic drive that controls the lifting and lowering movement of the swivel arm. This overload valve responds in the event of a crane overload and shifts the control valves into a neutral position or prevents the control valves from being actuated in the direction in which the load torque increases.
  • a major disadvantage with such a loading crane is that no load holding valve can be used.
  • Such a load holding valve is connected upstream of the cylinder space of the corresponding hydraulic drive assigned to a lifting movement of the swivel arm, and is controlled into the open position by pressure increase in the line connected to the cylinder movement assigned to a lowering movement.
  • Advantages of load holding Tiles are, among other things, an absolutely safe hanging of the load and the omission of an otherwise necessary hose rupture valve, which would only mean partial securing of the loading crane.
  • the invention was accordingly based on the object of preventing the overloading of a loading crane of the type mentioned at the outset even when the swivel arm or main arm was lowered.
  • the overload valve blocks at least the first hydraulic drive against a lowering movement of the swivel arm in the event of a crane overload, and that the pressure increase required for a lowering movement of the swivel arm in the corresponding line connected to the first, hydraulic drive in or before the overload valve is compensated.
  • the switching threshold of the overload valve is maintained or is prevented that this pressure increase is superimposed on the pressure resulting from the load moment. This reliably prevents the load crane from tipping over or being overloaded even when the swivel arm is lowered.
  • FIG. 1 shows the diagram of a loading crane according to the invention with compensation for the pressure increase in the overload valve required for the lowering movement of the swivel arm
  • FIG. 2 shows the compensation by means of a compensation valve upstream of the overload valve
  • FIG. 3 shows the use of a pressure reducing valve for this purpose.
  • the swivel arm 2 is shown of the well-known loading crane 1, which can be raised or lowered by means of a hydraulic drive 3 consisting of a cylinder and piston with a piston rod. It is easy to see that the load torque is reduced or increased by this lifting or lowering movement.
  • the cylinder space 3 ′′ of the hydraulic drive 3 assigned to the lowering movement is connected to a control valve 4 via a lowering line 7.
  • a known load-holding valve 12 is connected upstream of the cylinder space 3 ′ assigned to a lifting movement of the swivel arm 2 and is likewise connected to the control valve 4 via a line 6
  • the cylinder chamber 3 communicates with an overload valve 11 via a line 8.
  • This overload valve is biased into the closed position by means of a spring and has a first control piston which counteracts the spring force and communicates with the line 8 via a line 10.
  • a second control piston whose direction of action is opposite to the first control piston, communicates with the lowering line 7 via a line 13.
  • the overload valve 11 responds in a known manner, ie it connects the line 8 to the line 16 and thus actuates a locking drive 5.
  • This locking drive 5 moves all the control valves 4 into a neutral position, which hydraulic drives are assigned, which can cause a movement that increases the load moment.
  • the locking drive 5 can either be integrated in a known manner in the control valves, but it can also act directly on the hand lever for actuating the control valves.
  • the overload valve 11 blocks the control valve 4 via the blocking drive 5 in the manner previously described.
  • the overload valve 11 is preceded by a pressure compensation valve 14, which in turn has two counteracting control pistons and is resiliently biased into the closed position.
  • the first control piston communicates with the cylinder space 3 ′ of the drive 3 via a line 10
  • the second control piston communicates with the lowering line 7 via a line 13.
  • FIG. 3 Another possibility of pressure compensation when lowering the swivel arm 2 is shown in FIG. 3.
  • a pressure reducing valve 15 is switched into the lowering line 7 between the connection for the control line 9 of the load holding valve 12 and the hydraulic drive 3.
  • This pressure reducing valve 15 prevents the overpressure required for opening the load holding valve from propagating in the lower line 7 into the cylinder space 3 ′′ and thus superimposed on the pressure resulting from the load moment.

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Abstract

Beschrieben wird ein Ladekran mit einem Überlastventil, weiches bei einer Kranüberlastung anspricht. Das Überlastventil 11 sperrt bei einer Kranüberlastung den hydraulischen Antrieb 3 des Schwenkarmes 2 gegen eine Senkbewegung des Schwenkarmes 2, wobei der für eine Senkbewegung des Schwenkarmes 2 erforderliche Druckanstieg in der entsprechenden, mit dem hydraulischen Antrieb 3 verbundenen Leitung 7 im oder vor dem Überlastventil 11 kompensiert wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Ladekran mit einem mittels eines ersten, hydraulischen Antriebs heb- und senkbaren Schwenkarm, der gegebenenfalls aus mehreren, mittels weiteren, hydraulischen Antrieben gegeneinander bewegbaren Schwenkarmteilen besteht, wobei dem einer Hebbewegung des Schwenkarmes zugeordneten Zylinderraum des ersten, hydraulischen Antriebs ein Lasthalteventil vorgeschaltet ist, welches durch Druckanstieg in der mit dem einer Senkbewegung zugeordneten Zylinderraum verbundenen Leitung in die Offenstellung steuerbar ist, und wobei mit dem ersten, hydraulischen Antrieb ein Uberlastventil kommuniziert, welches bei einer Kranüberlastung anspricht und einen oder mehrere der hydraulischen Antriebe gegen eine das Lastmoment vergrößernde Bewegung sperrt.
  • Ein Ladekran mit einer Uberlastschutzvorrichtung, welcher vorwiegend für den Aufbau auf Lastkraftfahrzeugen vorgesehen ist, ist beispielsweise in der DE-PS 21 54 631 beschrieben. Dieser Ladekran besteht aus einem zweiteiligen Schwenkarm, und einem teleskopisch ausgebildeten Verlängerungsarm, wobei alle diese Arme mittels doppeltwirkenden, hydraulischen Antrieben gegeneinander bewegt werden können. Die Bewegung der hydraulischen Antriebe wird mittels Steuerventilen eingeleitet. Um eine überlastung und damit ein Kippen des Lastkraftfahrzeuges zu verhindern, kommuniziert mit dem die Heb- bzw. Senkbewegung des Schwenkarmes steuernden hydraulischen Antrieb ein überlastventil. Dieses Uberlastventil spricht bei einer Kranüberlastung an und verschiebt die Steuerventile in eine neutrale Stellung bzw. verhindert ein Betätigen der Steuerventile in jener Richtung, in der das Lastmoment zunimmt.
  • Ein wesentlicher Nachteil bei einem solchen Ladekran besteht darin, daß kein Lasthalteventil verwendet werden kann. Ein solches Lasthalteventil ist dem einer Hebbewegung des Schwenkarmes zugeordneten Zylinderraum des entsprechenden hydraulischen Antriebs vorgeschaltet, und wird durch Druckanstieg in der mit dem einer Senkbewegung zugeordneten Zylinderraum verbundenen Leitung in die Offenstellung gesteuert. Vorteile eines Lasthalteventiles sind unter anderem ein absolut sicheres Hängen der Last und der Wegfall eines ansonsten notwendigen Schlauchbruchventils, welches nur eine teilweise Sicherung des Ladekrans bedeuten würde.
  • Der Grund, waran man ein Lasthalteventil in Verbindung mit der Uberlastschutzvorrichtung nicht verwenden kann, liegt darin, daß beim Absenken des Schwenkarmes in der Senkleitung ein Überdruck aufgebaut werden muß, welcher sich dem durch das Lastmoment bedingten Druck in dem hydraulischen Antrieb überlagert. Dadurch würde die Ansprechschwelle des überlastventils überschritten und dieses seinerseits die Absenkbewegung sperren, ohne daß eine tatsächliche Kranüberlastung gegeben ist.
  • Man hat deshalb bislang den die Heb- bzw. Senkbewegung des Schwenkarmes bewirkenden hydraulischen Antrieb nicht in die überlastschutzvorrichtung einbezogen.
  • Der Erfindung lag demgemäß die Aufgabe zugrunde, die Überlastung eines Ladekranes der eingangs genannten Gattung auch bei Absenken des Schwenkarmes bzw. Hauptarmes zu verhindern.
  • Erfindungsgemäß wird hiezu vorgesehen, daß das Überlastventil bei einer Kranüberlastung zumindest den ersten, hydraulischen Antrieb gegen eine Senkbewegung des Schwenkarmes sperrt, und daß der für eine Senkbewegung des Schwenkarmes erforderliche Druckanstieg in der entsprechenden, mit dem ersten, hydraulischen Antrieb verbundenen Leitung im oder vor dem überlastventil kompensiert wird. Durch die Kompensation des für eine Senkbewegung des Schwenkarmes erforderlichen Druckanstiegs in der Senkleitung bleibt die Schaltschwelle des überlastventils erhalten bzw. wird verhindert, daß sich dieser Druckanstieg dem vom Lastmoment herrührenden Druck überlagert. Somit ist ein Kippen bzw. Überladen des Lastkranes auch bei einem Absenken des Schwenkarmes mit Sicherheit verhindert.
  • Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend an Hand einer Reihe von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Zeichnungsfiguren näher erläutert.
  • Hiebei zeigen die Fig. 1 das Schema eines erfindungsgemäßen Ladekrans mit einer Kompensation des für die Senkbewegung des Schwenkarmes erforderlichen Druckanstiegs im überlastventil, die Fig. 2 die Kompensation durch ein dem überlastventil vorgeschaltetes Kompensationsventil und die Fig. 3 die Verwendung eines Druckreduzierventils für diesen Zweck.
  • Bei dem in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist von dem hinreichend bekannten Ladekran 1 nur der Schwenkarm 2 dargestellt, welcher mittels eines aus Zylinder und Kolben mit Kolbenstange bestehenden hydraulischen Antriebs 3 angehoben bzw. abgesenkt werden kann. Es ist leicht ersichtlich, daß durch diese Heb- bzw. Senkbewegung das Lastmoment verkleinert bzw. vergrößert wird. Der der Senkbewegung zugeordnete Zylinderraum 3" des hydraulischen Antriebs 3 ist über eine Senkleitung 7 mit einem Steuerventil 4 verbunden. Dem einer Hebbewegung des Schwenkarmes 2 zugeordneten Zylinderraum 3' ist ein bekanntes Lasthalteventil 12 vorgeschaltet, welches ebenfalls über eine Leitung 6 mit dem Steuerventil 4 verbunden ist. Weiters kommuniziert der Zylinderraum 3' über eine Leitung 8 mit einem Überlastventil 11. Dieses Überlastventil ist in die Geschlossenstellung mittels einer Feder vorgespannt, und weist einen ersten, der Federkraft entgegenwirkenden Steuerkolben auf, welcher über eine Leitung 10 mit der Leitung 8 kommuniziert. Ein zweiter Steuerkolben, dessen Wirkungsrichtung dem ersten Steuerkolben entgegengesetzt ist, kommuniziert über eine Leitung 13 mit der Senkleitung 7.
  • Wird nun der Ladekran beispielsweise durch ein zu weites Ausfahren eines nicht dargestelltenverlängerungsarmes überlastet, so spricht das Überlastventil 11 in bekannter Weise an, d. h. es verbindet die Leitung 8 mit der Leitung 16 und betätigt so einen Sperrantrieb 5. Dieser Sperrantrieb 5 verschiebt alle Steuerventile 4 in eine neutrale Stellung, welche hydraulischen Antrieben zugeordnet sind, die eine das Lastmoment vergrößernde Bewegung bewirken können. Der Sperrantrieb 5 kann entweder in bekannter Weise in die Steuerventile integriert sein, er kann aber auch direkt auf die Handhebel zur Betätigung der Steuerventile wirken.
  • Bei dem Schwenken des Schwenkarmes mittels des hydraulischen Antriebes 3 muß aufgrund des Lasthalteventils 12 in bekannter Weise in der Senkleitung 7 ein Überdruck aufgebaut werden, sodaß das Lasthalteventil 12 über die Leitung 9 in die Offenstellung gesteuert werden kann. Dieser Überdruck in der Leitung 7 und dem Zylinderraum 3" pflanzt sich auch in den Zylinderraum 3' fort und überlagert sich dort dem vom Lastmoment herrührenden Druck. Zugleich wird jedoch dieser Druckanstieg im Uberlastventil 11 dadurch kompensiert, daß dem ersten, über die Leitung 10 mit dem Zylinderraum 3' kommunizierenden Steuerkolben ein zweiter Steuerkolben entgegenwirkt, der über die Leitung 13 mit der Senkleitung 7 kommuniziert. Damit bleibt die Schaltschwelle des überlastventils konstant.
  • Tritt jedoch während des Absenkens des Schwenkarmes 2 eine tatsächliche Überlastung ein, so blockiert das Uberlastventil 11 über den Sperrantrieb 5 in der vorher beschriebenen Weise das Steuerventil 4.
  • Bei der in der Fig. 2 dargestellten Variante ist dem Überlastventil 11 ein Druckkompensationsventil 14 vorgeschaltet, welches wiederum zwei entgegenwirkende Steuerkolben aufweist und federnd in die Geschlossenstellung vorgespannt ist. Auch hier kommuniziert der erste Steuerkolben über eine Leitung 10 mit dem Zylinderraum 3' des Antriebs 3, während der zweite Steuerkolben über eine Leitung 13 mit der Senkleitung 7 kommuniziert.
  • Eine weitere Möglichkeit der Druckkompensation beim Absenken des Schwenkarmes 2 ist in der Fig. 3 dargestellt. Hier ist zwischen dem Anschluß für die Steuerleitung 9 des Lasthalteventils 12 und dem hydraulischen Antrieb 3 ein Druckreduzierventil 15 in die Senkleitung 7 eingeschaltet. Dieses Druckreduzierventil 15 verhindert, daß sich der für die Aufsteuerung des Lasthalteventils erforderliche überdruck in der Senkleitung 7 bis in den Zylinderraum 3" fortpflanzt und somit dem vom Lastmoment herrührenden Druck überlagert.

Claims (4)

1. Ladekran mit einem mittels eines ersten, hydraulischen Antriebs heb- und senkbaren Schwenkarm, der gegebenenfalls aus mehreren, mittels weiteren, hydraulischen Antrieben gegen-einander bewegbaren Schwenkarmteilen besteht, wobei dem einer Hebbewegung des Schwenkarmes zugeordneten Zylinderraum des ersten, hydraulischen Antriebs ein Lasthalteventil vorgeschaltet ist, welches durch Druckanstieg in der mit dem einer Senkbewegung zugeordneten Zylinderraum verbundenen Leitung in die Offenstellung steuerbar ist, und wobei mit dem ersten, hydraulischen Antrieb ein überlastventil kommuniziert, welches bei einer Kranüberlastung anspricht und einen oder mehrere der hydraulischen Antriebe gegen eine das Lastmoment vergrößernde Bewegung sperrt, dadurch gekennzeichnet, daß das Uberlastventil (11) bei einer Kranüberlastung zumindest den ersten, hydraulischen Antrieb (3) gegen eine Senkbewegung des Schwenkarmes (2) sperrt, und daß der für eine Senkbewegung des Schwenkarmes (2) erforderliche Druckanstieg in der entsprechenden, mit dem ersten, hydraulischen Antrieb (3) verbundenen Leitung (7) im oder vor dem Uberlastventil (11) kompensiert wird.
2. Ladekran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Überlastventil (11), dessen erster Steuerkolben wie an .sich bekannt mit dem einer Hebbewegung des Schwenkarmes (2) zugeordneten Zylinderarm (3') des ersten, hydraulischen Antriebs (3) kommuniziert, einen zweiten Steuerkolben aufweist, dessen Wirkungsrichtung dem ersten Steuerkolben entgegengesetzt ist und mit der Senkleitung (7) für den ersten, hydraulischen Antrieb (3) kommuniziert.
3.. Ladekran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Überlastventil (11) ein Kompensationsventil (14) mit zwei entgegengesetzt wirkenden Steuerkolben vorgeschaltet ist, wobei der erste Steuerkolben mit dem einer Hebbewegung des Schwenkarmes (2) zugeordneten Zylinderraum (3') des ersten, hydraulischen Antriebs (1) und der zweite Steuerkolben mit der Senkleitung (7) kommuniziert.
4. Ladekran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem einer Senkbewegung des Schwenkarmes (2) zugeordneten Zylinderraum (3") des ersten, hydraulischen Antriebs (1) ein Druckreduzierventil (6) vorgeschaltet ist.
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