EP0158738A2 - Hydraulic overload protection device for a loading crane - Google Patents

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EP0158738A2
EP0158738A2 EP84116255A EP84116255A EP0158738A2 EP 0158738 A2 EP0158738 A2 EP 0158738A2 EP 84116255 A EP84116255 A EP 84116255A EP 84116255 A EP84116255 A EP 84116255A EP 0158738 A2 EP0158738 A2 EP 0158738A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
control
valve
protection device
overload protection
directional
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP84116255A
Other languages
German (de)
French (fr)
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EP0158738A3 (en
Inventor
Wolfgang Dipl.-Ing. Kötter
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP0158738A2 publication Critical patent/EP0158738A2/en
Publication of EP0158738A3 publication Critical patent/EP0158738A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic overload protection device for a hoist, in particular a loading crane, according to the preamble of the main claim.
  • a hydraulic overload protection device for a hoist, in particular a loading crane, according to the preamble of the main claim.
  • Such an overload protection device is already known from DE-AS 21 54 631, in which a 3-section boom arm consisting of crane column, inner arm and outer arm can be actuated by two double-acting hydraulic cylinders, each of which is controlled via 4/3-way valves.
  • the outer arm can assume positions pivoted upwards and downwards relative to a horizontal, as a result of which, when the hydraulic cylinder moves in the same direction, a change in the load-torque-increasing working position on the directional control valve occurs.
  • a disadvantage of the hydraulic overload protection device is that the directional control valve which controls the outer arm can only be reset from a single working position to a central position in order to limit the load moment on the loading crane.
  • the change in the switching torque-increasing switching position depending on the position of the outer arm becomes horizontal not considered here.
  • it is disadvantageous that from the inner arm actuating hydraulic cylinder is guided via a safety valve to a plurality of return piston of the directional control valves with a response of the load torque limit pressure medium is increased, and which on the other hand to a load torque-increasing movement of the boom can lead.
  • the safe functioning of the overload protection device is thereby impaired.
  • an overload protection device for a loading crane in which the change in the switching torque-increasing switching position on the directional control valve is taken into account.
  • an electrical position sensor that controls an electrical switch is arranged on the cantilever arm part that is adjustable relative to the horizontal.
  • the switch in turn controls a solenoid valve which, when the overload protection device responds, optionally controls the pressure medium arriving via a safety valve into one of two control chambers of a double-acting resetting device on the directional control valve, whereby its control slide is returned at least to a middle position from the load-torque-increasing working position.
  • the disadvantage of this overload protection device is that it does not allow fully hydraulic operation. By using an electrical position sensor, a switch and a solenoid valve, it builds relatively complex and expensive.
  • the hydraulic overload protection device according to the invention for a hoist with the characterizing features of the main claim has the advantage that it is a fully hydraulic control he possible, which automatically takes into account the change in the switching moment-increasing switching position in a directional control valve for controlling a cantilever arm part. This eliminates the need for electrical components.
  • the overload protection device also uses relatively simple components. The safety of the overload protection device is increased by the fully hydraulic operation.
  • a design according to claim 2 is particularly advantageous, as a result of which pressure medium coming from the pump is used to reset the control slide in the directional control valves, which favors the safe functioning of the overload protection device.
  • a particularly space-saving and inexpensive solution arises according to claim 3, if in this way hydraulic stops for the control slide are formed in the directional control valve.
  • a design according to claim 6 is also particularly expedient, as a result of which only two control lines have to be led to the hydromechanical position sensor on the cantilever arm part.
  • an embodiment of the position sensor as a shuttle valve according to claim 7 is particularly advantageous, as a result of which the valve outlay in the overload protection device is kept relatively low. Further advantageous embodiments result from the remaining claims, the description and the drawing.
  • FIG. J shows a first exemplary embodiment of a hydraulic overload protection device for a loading crane with a two-way ball valve as a position sensor and Figure 2 with a shuttle valve as a position sensor, each in a simplified representation.
  • FIG. 1 shows a hydraulic overload protection device 10 for a loading crane, which has a three-part boom 11.
  • the cantilever arm 11 essentially consists of three cantilever arm parts which are movable relative to one another, namely a crane column 13 fastened to a support frame 12, an inner arm 14 pivotably mounted on the latter and an outer arm 15 pivotably articulated on the inner arm 14 , which is controlled by a first directional valve 17.
  • the outer arm 15 can assume a position above and below the horizontal 21 in operation relative to a horizontal 21.
  • the switching torque-increasing switching position in the second directional valve 19 is thus dependent on the position of the outer arm 15 with respect to the horizontal 21.
  • the second directional valve 19 has a control slide 22, which is centered by the double-acting return device 23 in a central position 24 and can be deflected with the aid of a manual actuation device 25 to both sides into working positions which are designed as a lifting position 26 and as a lowering position 27.
  • the second directional valve 19 has two motor connections labeled A, B, of which the first (28) ver via a first motor line 31 with the annular piston rod space 32 in the articulated cylinder 18 is bound.
  • the second mecran connection 29 is connected via a second motor line 33 to a cylinder space 34 of the articulated cylinder 18.
  • An inlet connection 35 of the second directional valve 19 is secured in a manner known per se by a check valve 36 and is connected via an inlet line 37 to the outlet of a pump 38 which sucks pressure medium from a tank 39.
  • a return port 41 of the second directional valve 19 is relieved via a return line 42 to the tank 39.
  • a neutral circulation channel 43 is guided over the control slide 22 of the directional control valve 19, which branches upstream of the directional control valve 19 from the feed line 37 and opens downstream of the control slide 22 into the return line 42.
  • control slide 22 protrudes with its front ends into a control chamber 44 or 45, which is only shown in simplified form, so that its pressure can act on the full slide end face.
  • a first branch line L6 leads from the first control chamber 44 via a first throttle point 47 and correspondingly from the second control chamber 45 a second branch line 48 via a second throttle 49 to a control line 51 which is connected to an outlet 52 of a safety valve 53.
  • a first control connection 54 is guided from the first control chamber 44 and, correspondingly from the second control chamber 45, a second control connection 55 is led to the return line 42 in a manner that can be influenced by the control slide 22.
  • the control slide 22 is now designed such that it blocks the working connections 28, 29, 35, 41 in its central position 24 and keeps the neutral circulation channel 43 open, while at the same time the two control connections 54, 55 can relieve the control chambers 44 and 45 to the tank 39.
  • the neutral circulation channel 43 is blocked; while the first control connection 54 is open, the second control connection 55 is blocked in the raised position 26.
  • the neutral circulation channel 43 is also blocked, as is the first control connection 54, while the second control connection 55 is open.
  • the two control chambers 44 and 45 on the control slide 22 are also connected via two control channels 56, 57 to the inputs of a 3/2-way selection valve 58, the outlet 59 of which is relieved to the tank 39.
  • the selector valve 58 has a spring-centered basic position 61, in which it relieves the pressure on the second control channel 57 and blocks off the first control channel 56.
  • the selection valve can be moved against the force of its spring into a switching position 62, in which it swaps the relief or blocking of the two control channels 56, 57.
  • a hydromechanical position sensor 63 is arranged on the outer arm 15 and is designed here as a ball valve. It has an uncontrolled connection 64 which is connected in parallel to the control circuit 46, 48, 54, 55 on the second directional valve 19 to the control line 5.1.
  • a controlled connection 65 of the position sensor 63 is connected via a pilot line 66 to the control connection 60 of the selection valve 58. In addition, the pilot line 66 is relieved via a throttle point 67 to the tank 39.
  • the position sensor 63 is designed such that when the exterior is pivoted over the horizontal 21 arm 15 the ball remains in its one end position, whereby it blocks the connection between the two connections 64 and 65. If, on the other hand, the outer arm 15 is pivoted below the horizontal 61, the ball in the position sensor 63 rolls into its other end position and thereby releases the connection between the two connections 64, 65.
  • the adjustable safety valve 53 has an inlet 68 which is connected in parallel to the inlet line 37 to the outlet of the pump 38.
  • a tank connection 69 on the safety valve 54 is relieved to the tank 39.
  • the safety valve 53 is adjustable and is centered by a spring in a zero position 71, in which it relieves the control line 51.
  • a control connection 72 on the safety valve 53 is connected via a pressure line 73 to a pressure chamber 74 in the lifting cylinder 16, which is used as a load torque indicator, so that it switches to a switching position 75 when a predetermined load torque limit is reached, and thereby the control line 51 with the pump 38 connects.
  • the first directional control valve 17 for controlling the lifting cylinder 16, like the second directional control valve J9, is designed as a 4/3 valve. It differs from the second directional valve 19 as follows, the same reference numerals being used for the same components, but with the index '.
  • the motor connection 28 ′ denoted by A is connected via a first consumer line 76 to the pressure chamber 74 in the lifting cylinder 16, while its annular space 77 is connected to the second motor connection 29 ′ via a second consumer line 78.
  • the restoring means are designed such that its control slide 22 1 only from the lower position 27 'into its central position lung 24 'is resettable.
  • the control slide 22 ' is therefore assigned only a second control chamber 45' which can be relieved via the second control connection 55 'to the return line 42 and is connected to the control line 51 via the throttle 49' parallel to the second directional valve 19.
  • the first directional valve 17 is connected to the inlet line 37 and the return line 42 parallel to the second directional valve 19 and is located upstream of the second directional valve 19 in the neutral circulation channel 43.
  • a pressure relief valve 79 is used to protect the pump 38.
  • the pressure medium flows via the control line 51 into the control circuit of the second directional valve 19. It should now be assumed that the control slide 22 is in the center position 24 shown and the outer arm 15 is a position above the horizontal 21 ingest.
  • the pressure prevailing in the control line 51 also passes through the uncontrolled connection 64 into the position sensor 63, in which, however, the spherical closing member blocks the controlled connection 65 when the outer arm 15 is in the position shown.
  • the outer arm 15 occupies a position not shown, with its free end being pivoted below the horizontal 2J.
  • the ball in the position sensor moves into its other end position, as a result of which the connection between the two connections 64 and 65 is open.
  • the pressure medium entering the control line 51 when the safety valve 53 is open now flows over the position sensor 63 into the pilot line 66 and pushes the selector valve 58 into its switching position 62, whereby the first control channel 56 is relieved and the second control channel 57 is blocked.
  • the throttle point 67 is selected to be so small that it does not interfere with this switching process at the selection valve 58 when the safety valve 53 is open.
  • the outer arm 15 can also be operated by itself while the inner arm 14 is at rest. If the outer arm 15 is in the position shown above the horizontal 21, the control slide 22 can be easily adjusted into its raised position 26, the outer arm being pivoted further counterclockwise. The pivotal movement is not disturbed when the safety valve 53 responds. If, on the other hand, the outer arm 15 is moved further counterclockwise from the position shown in the lowered position 27 of the control slide 22 and the load torque limit is exceeded, the pressure medium coming from the pump 38 via the safety valve 53 and the control line 51 to the second directional control valve 19 in the the first control chamber 44 the control slide back into its central position 24 and thereby ends the lowering movement of the outer arm 3 15 which increases the load torque.
  • the second control connection 55 is blocked and also the second control channel 57 is blocked by the selection valve 58, so that the pressure building up via the throttle 49 in the second control chamber 45 resets the slide 22 to its central position 24.
  • the selector valve 58 can be moved by its spring from the switching position 62 back to its basic position 61, pressure medium being able to escape from the control connection 60 via the throttle point 67 to the tank 39.
  • the present overload protection device JQ thus enables a fully hydraulic load torque limitation on the cantilever arm 11 by resetting the control slides 22, 22 'in the directional control valves 19, 17. With the help of the hydromechanical position sensor 63 and the selection valve 58, the resetting is automatically controlled so that movements increasing the load torque are independent of the position of the outer arm 15 relative to the horizontal 21 can always be avoided.
  • FIG. 2 shows a second overload protection device 90 which differs from that according to FIG. 1 as follows, the same parts being provided with the same reference numerals.
  • the second overload protection device 90 differs primarily by another hydromechanical position sensor 91, which is now essentially designed as a shuttle valve and is connected to the control circuit of the directional control valve 19 in such a way that a selection valve is unnecessary.
  • the control line 51 is only indirectly connected via the position sensor to the control circuit on the second directional valve 19 and is connected to a center connection 92 of the position sensor for this purpose.
  • a first pilot line 94 leads from a first side connection 93 of the position sensor 91 via an inlet throttle 95 to the first control chamber 44.
  • a second pilot line 91 leads from a second side connection 96 on the position sensor 91 via a second inlet throttle 98 to the second control chamber 45.
  • the inlet throttles 95, 98 perform the same function as the throttle 47, 49 according to FIG. 1, namely to throttle the inflowing control oil flow.
  • each control chamber is now connected to the return line 42 via an outlet channel 99, 101, the pressure medium outflow being limited in each case by a first or second outlet throttle 102 or 103.
  • the free flow cross-section of the outlet throttles 102, 103 is designed to be substantially smaller than that of the inlet throttles 95, 98, so that a control pressure can build up in the control chambers 44, 45 when the control connections 54 and 55 are blocked.
  • the mode of operation of the second overload protection device 90 is in principle similar to that of the first overload protection device 10. The difference is that the function of the selection valve 58 according to FIG Position sensor 93 is integrated, via which the pressure medium supply from the control line 51 to the two control chambers 44, 45 now also takes place depending on the position of the outer arm 15. The ratio of the flow cross sections of the inlet throttle 95 to the associated outlet throttle 102 is selected so that sufficient pressure can be built up in the first control chamber 44 to reset the control slide. With the second overload protection device 90, the valve outlay is reduced; on the other hand, an additional control oil line to the position sensor 93 on the outer arm 15 is required.
  • position sensors can also be designed as pendulum valves or in another design.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Jib Cranes (AREA)

Abstract

A hydraulic overload protection device (10) for a loading-crane jib (11) actuated by a double-acting hydraulic cylinder (18) is proposed in which, in order to limit the load moment, a control slide (22) can be reset in a directional control valve (19) controlling the hydraulic cylinder (18), in the course of which the change in the working position increasing the load moment as a function of the position of the controlled jib part (15) relative to the horizontal (21) is automatically taken into account. Arranged on the jib part (15) is a hydromechanical position sensor (63) which, in combination with associated restoring means (44, 45, 47, 49, 54, 55, 58), controls the pressurizing or relief of two control chambers (44, 45) allocated to the control slide (22) as a function of the position of the jib part (15) relative to the horizontal (21) in such a way that the control slide (22) is always reset from a working position increasing the load moment but can be deflected into a working position decreasing the load moment. <IMAGE>

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von ein-er hydraulischen Überlastungsschutzvorrichtung für ein Hebezeug, insbesondere Ladekran, nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine solche Überlastungsschutzvorrichtung aus DE-AS 21 54 631 bekannt, bei der ein 3-gliedriger Auslegerarm bestehend aus Kransäule, Innenarm und Außenarm von zwei doppeltwirkenden Hydrozylindern betätigbar ist, die jeweils über 4/3-Wegeventile angesteuert werden. Der Außenarm kann dabei relativ zu einer Horizontalen nach oben und nach unten verschwenkte Lagen einnehmen, wodurch bei gleichsinniger Bewegung des Hydrozylinders ein Wechsel der lastmomenterhöhenden Arbeitsstellung am Wegeventil eintritt. Von Nachteil bei der hydraulischen Überlastungsschutzvorrichtung ist nun, daß hier zur Lastmomentbegrenzung am Ladekran das den Außenarm steuernde Wegeventil nur aus einer einzigen Arbeitsstellung in eine Mittelstellung zurückstellbar ist. Der Wechsel der lastmomentvergrößernden Schaltstellung abhängig von der Lage des Außenarms zur Horizontalen wird hier nicht berücksichtigt. Weiterhin ist von Nachteil, das bei einem Ansprechen der Lastmomentbegrenzung Druckmittel aus dem den Innenarm betätigenden Hydrozylinder über ein Sicherheitsventil zu mehreren Rückstellkolben an den Wegeventilen geführt wird, wodurch sich einer- seits die Gefahr von Lecköl erhöht und was andererseits zu einer lastmomenterhöhenden Bewegung des Auslegerarms führen kann. Die sichere Arbeitsweise der Überlastungsschutzvorrichtung wird damit beeinträchtigt.The invention relates to a hydraulic overload protection device for a hoist, in particular a loading crane, according to the preamble of the main claim. Such an overload protection device is already known from DE-AS 21 54 631, in which a 3-section boom arm consisting of crane column, inner arm and outer arm can be actuated by two double-acting hydraulic cylinders, each of which is controlled via 4/3-way valves. The outer arm can assume positions pivoted upwards and downwards relative to a horizontal, as a result of which, when the hydraulic cylinder moves in the same direction, a change in the load-torque-increasing working position on the directional control valve occurs. A disadvantage of the hydraulic overload protection device is that the directional control valve which controls the outer arm can only be reset from a single working position to a central position in order to limit the load moment on the loading crane. The change in the switching torque-increasing switching position depending on the position of the outer arm becomes horizontal not considered here. Furthermore, whereby on the one s EITS the risk of oil leakage, it is disadvantageous that from the inner arm actuating hydraulic cylinder is guided via a safety valve to a plurality of return piston of the directional control valves with a response of the load torque limit pressure medium is increased, and which on the other hand to a load torque-increasing movement of the boom can lead. The safe functioning of the overload protection device is thereby impaired.

Ferner ist eine Überlastungsschutzvorrichtung für einen Ladekran bekannt, bei welcher der Wechsel der lastmomentvergrößernden Schaltstellung am Wegeventil berücksichtigt wird. Bei dieser Vorrichtung ist an dem relativ zur Horizontalen verstellbaren Auslegerarmteil ein elektrischer Lagesensor angeordnet, der einen elektrischen Schalter steuert. Der Schalter seinerseits steuert ein Magnetventil, das bei Ansprechen der Überlastungsschutzvorrichtung das über ein Sicherheitsventil ankommende Druckmittel wahlweise in eine von zwei Steuerkammern einer doppeltwirkenden Rückstelleinrichtung am Wegeventil steuert, wodurch dessen Steuerschieber aus der lastmomenterhöhenden Arbeitsstellung zumindest in eine Mittelstellung zurückgeführt wird. Nachteilig bei dieser Überlastungsschutzvorrichtung ist, daß sie keine vollhydraulische Arbeitsweise ermöglicht. Durch die Verwendung eines elektrischen Lagesensors, eines Schalters sowie eines Magnetventils baut sie relativ aufwendig und teuer.Furthermore, an overload protection device for a loading crane is known, in which the change in the switching torque-increasing switching position on the directional control valve is taken into account. In this device, an electrical position sensor that controls an electrical switch is arranged on the cantilever arm part that is adjustable relative to the horizontal. The switch in turn controls a solenoid valve which, when the overload protection device responds, optionally controls the pressure medium arriving via a safety valve into one of two control chambers of a double-acting resetting device on the directional control valve, whereby its control slide is returned at least to a middle position from the load-torque-increasing working position. The disadvantage of this overload protection device is that it does not allow fully hydraulic operation. By using an electrical position sensor, a switch and a solenoid valve, it builds relatively complex and expensive.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäße hydraulische Überlastungsschutzvorrichtung für ein Hebezeug mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß sie eine vollhydraulisch arbeitende Steuerung ermöglicht, welche den Wechsel der lastmomentvergrößernden Schaltstellung in einem Wegeventil zur Steuerung eines Auslegerarmteils automatisch berücksichtigt. Dadurch können elektrische Bauelemente entfallen. Die Überlastungsschutzvorrichtung verwendet zudem relativ einfache Bauelemente. Durch die vollhydraulische Arbeitsweise wird die Sicherheit der Überlastungsschutzvorrichtung erhöht.The hydraulic overload protection device according to the invention for a hoist with the characterizing features of the main claim has the advantage that it is a fully hydraulic control he possible, which automatically takes into account the change in the switching moment-increasing switching position in a directional control valve for controlling a cantilever arm part. This eliminates the need for electrical components. The overload protection device also uses relatively simple components. The safety of the overload protection device is increased by the fully hydraulic operation.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Überlastungsschutzvorrichtung möglich. Besonders vorteilhaft ist eine Ausbildung gemäß Anspruch 2, wodurch von der Pumpe kommendes Druckmittel zum Rückstellen der Steuerschieber in den Wegeventilen benutzt wird, was die sichere Arbeitsweise der Überlastungsschutzvorrichtung begünstigt. Eine besonders platzsparende und kostengünstige Lösung ergibt sich gemäß Anspruch 3, wenn auf diese Weise im Wegeventil hydraulische Anschläge für den Steuerschieber ausgebildet werden. Besonders zweckmäßig ist auch eine Ausbildung gemäß Anspruch 6, wodurch zu dem hydromechanischen Lagesensor auf dem Auslegerarmteil lediglich zwei Steuerleitungen hingeführt werden müssen. Ferner ist eine Ausbildung des Lagesensors als Wechselventil nach Anspruch 7 besonders vorteihaft, wodurch der Ventilaufwand in der Überlastungsschutzvorrichtung relativ niedrig gehalten werden. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie der Zeichnung.The measures listed in the subclaims allow advantageous developments and improvements of the overload protection device specified in the main claim. A design according to claim 2 is particularly advantageous, as a result of which pressure medium coming from the pump is used to reset the control slide in the directional control valves, which favors the safe functioning of the overload protection device. A particularly space-saving and inexpensive solution arises according to claim 3, if in this way hydraulic stops for the control slide are formed in the directional control valve. A design according to claim 6 is also particularly expedient, as a result of which only two control lines have to be led to the hydromechanical position sensor on the cantilever arm part. Furthermore, an embodiment of the position sensor as a shuttle valve according to claim 7 is particularly advantageous, as a result of which the valve outlay in the overload protection device is kept relatively low. Further advantageous embodiments result from the remaining claims, the description and the drawing.

Zeichnungdrawing

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur J ein erstes Ausführungsbeispiel einer hydraulischen Überlastungsschutzvorrichtung für einen Ladekran mit einem Zweiwege-Kugelventil als Lagesensor und Figur 2 mit einem Wechselventil als Lagesensor, jeweils in vereinfachter Darstellung.Two embodiments of the invention are shown in the drawing and explained in more detail in the following description. FIG. J shows a first exemplary embodiment of a hydraulic overload protection device for a loading crane with a two-way ball valve as a position sensor and Figure 2 with a shuttle valve as a position sensor, each in a simplified representation.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

Die Figur 1 zeigt eine hydraulische Überlastungsschutzvorrichtung 10 für einen Ladekran, der einen dreigliederigen Auslegerarm 11 aufweist. Der Auslegerarm 11 besteht im wesentlichen aus drei relativ zueinander beweglichen Auslegerarmteilen, nämlich einer an einem Traggestell 12 befestigten Kransäule 13, einer an letzterem schwenkbar gelagerten Innenarm 14 sowie einem am Innenarm 14 schwenkbar angelenkten Außenarm 15. Zum Verstellen des Innenarms 14 dient ein doppeltwirkender Hubzylinder 16, der von einem ersten Wegeventil 17 gesteuert wird. Zum Heben und Senken des Außenarms 15 dient ein am Innenarm 14 angelenkter Knickzylinder 18 für doppeltwirkende Funktion, der von einem zweiten Wegeventil 19 angesteuert wird. Der Außenarm 15 kann im Betrieb relativ zu einer Horizontalen 21 eine Lage oberhalb und unterhalb der Horizontalen 21 einnehmen. Die lastmomentvergrößernde Schaltstellung im zw iten Wegeventil 19 ist somit abhängig von der Lage des Au2enarms 15 gegenüber der Horizontalen 21.FIG. 1 shows a hydraulic overload protection device 10 for a loading crane, which has a three-part boom 11. The cantilever arm 11 essentially consists of three cantilever arm parts which are movable relative to one another, namely a crane column 13 fastened to a support frame 12, an inner arm 14 pivotably mounted on the latter and an outer arm 15 pivotably articulated on the inner arm 14 , which is controlled by a first directional valve 17. An articulated cylinder 18 articulated on the inner arm 14 for double-acting function, which is controlled by a second directional valve 19, serves to raise and lower the outer arm 15. The outer arm 15 can assume a position above and below the horizontal 21 in operation relative to a horizontal 21. The switching torque-increasing switching position in the second directional valve 19 is thus dependent on the position of the outer arm 15 with respect to the horizontal 21.

Das zweite Wegeventil 19 hat einen Steuerschieber 22, der von der doppeltwirkenden Rückholeinrichtung 23 in einer Mittelstellung 24 zentriert wird und mit Hilfe einer Handbetätigungseinrichtung 25 nach beiden Seiten hin in Arbeitsstellungen auslenkbar ist, die als Hebenstellung 26 sowie als Senkenstellung 27 ausgebildet sind. Das zweite Wegeventil 19 hat zwei mit A, B bezeichnete Motoranschlüsse, von denen der erste (28) über eine erste Motorleitung 31 mit dem ringförmigen Kolbenstangenraum 32 im Knickzylinder 18 verbunden ist. Ler zweite Mecranschluß 29 ist über eine zweite Motorleitung 33 mit einem Zylinderraum 34 des Knickzylinders 18 verbunien. Ein Zulaufansehluß 35 des s zweiten wegeventils 19 ist in an sich bekannter Weise durch ein Rückschlagventil 36 abgesichert und steht über eine Zulaufleitung 37 mit dem Ausgang einer Pumpe 38 in Verbindung, die Druckmittel aus einem Tank 39 ansaugt. Ein Pücklaufanschluß 41 des zweiten Wegeventils 19 ist über eine Rücklaufleitung 42 zum Tank 39 entlastet. Ferner ist über den Steuerschieber 22 des Wegeventils 19 ein Neutralumlaufkanal 43 geführt, der stromaufwärts vom Wegeventil 19 von der Zulaufleitung 37 abzweigt und stromabwärts vom Steuerschieber 22 in die Fücklaufleitung 42 mündet.The second directional valve 19 has a control slide 22, which is centered by the double-acting return device 23 in a central position 24 and can be deflected with the aid of a manual actuation device 25 to both sides into working positions which are designed as a lifting position 26 and as a lowering position 27. The second directional valve 19 has two motor connections labeled A, B, of which the first (28) ver via a first motor line 31 with the annular piston rod space 32 in the articulated cylinder 18 is bound. The second mecran connection 29 is connected via a second motor line 33 to a cylinder space 34 of the articulated cylinder 18. An inlet connection 35 of the second directional valve 19 is secured in a manner known per se by a check valve 36 and is connected via an inlet line 37 to the outlet of a pump 38 which sucks pressure medium from a tank 39. A return port 41 of the second directional valve 19 is relieved via a return line 42 to the tank 39. Furthermore, a neutral circulation channel 43 is guided over the control slide 22 of the directional control valve 19, which branches upstream of the directional control valve 19 from the feed line 37 and opens downstream of the control slide 22 into the return line 42.

In zweiten Wegeventil 19 ragt der Steuerschieber 22 mit seinen stirnseitigen Enden jeweils in eine nur vereinfacht dargestellte Steuerkammer 44 bzw. 45, so daß deren Druck jeweils auf die volle Schieberstirnfläche wirken kann. Von der ersten Steuerkammer 44 führt eine erste Zweigleitung L6 über eine erste Drosselstelle 47 und entsprechend von der zweiten Steuerkammer 45 eine zweite Zweigleitung 48 über eine zweite Drossel 49 zu einer Steuerleitung 51, die mit einem Ausgang 52 eines Sicherheitsventils 53 Verbindung hat. Ferner ist von der ersten Steuerkammer 44 eine erste Steuerverbindung 54 und entsprechend von der zweiten Steuerkammer 45 eine zweite Steuerverbindung 55 jeweils in einer vom Steuerschieber 22 beeinflußbaren Weise zur Rücklaufleitung 42 geführt.In the second directional control valve 19, the control slide 22 protrudes with its front ends into a control chamber 44 or 45, which is only shown in simplified form, so that its pressure can act on the full slide end face. A first branch line L6 leads from the first control chamber 44 via a first throttle point 47 and correspondingly from the second control chamber 45 a second branch line 48 via a second throttle 49 to a control line 51 which is connected to an outlet 52 of a safety valve 53. Furthermore, a first control connection 54 is guided from the first control chamber 44 and, correspondingly from the second control chamber 45, a second control connection 55 is led to the return line 42 in a manner that can be influenced by the control slide 22.

Der Steuerschieber 22 ist nun so ausgebildet, daß er in seiner Mittelstellung 24 die Arbeitsanschlüsse 28, 29, 35, 41 blockiert und den Neutralumlaufkanal 43 offenhält, während zugleich die beiden Steuerverbindunggen 54, 55 die Steuerkammern 44 bzw. 45 zum Tank 39 entlasten können. In der Hebenstellung, bei der Druckmittel von der Pumpe in den Zylinderraum 34 des Knickzylinders 18 gesteuert wird, so daß dessen Kolbenstange ausfährt, wird der Neutralumlaufkanal 43 blockiert; während dabei die erste Steuerverbindung 54 geöffnet ist, wird die zweite Steuerverbindung 55 in Hebenstellung 26 blockiert. In der Senkenstellung 27, in welcher die Kolbenstange des Knickzylinders 18 eingefahren wird, wird ebenfalls der Neutralumlaufkanal 43 blockiert, ebenso auch die erste Steuerverbindung 54, während die zweite Steuerverbindung 55 geöffnet ist.The control slide 22 is now designed such that it blocks the working connections 28, 29, 35, 41 in its central position 24 and keeps the neutral circulation channel 43 open, while at the same time the two control connections 54, 55 can relieve the control chambers 44 and 45 to the tank 39. In the lifting position, with the pressure medium is controlled by the pump in the cylinder chamber 34 of the articulated cylinder 18 so that its piston rod extends, the neutral circulation channel 43 is blocked; while the first control connection 54 is open, the second control connection 55 is blocked in the raised position 26. In the lowered position 27, in which the piston rod of the articulated cylinder 18 is retracted, the neutral circulation channel 43 is also blocked, as is the first control connection 54, while the second control connection 55 is open.

Die beiden Steuerkammern 44 und 45 am Steuerschieber 22 sind ferner über zwei Steuerkanäle 56, 57 an die Eingänge eines 3/2-Auswahlventils 58 angeschlossen, dessen Ausgang 59 zum Tank 39 entlastet ist. Das Auswahlventil 58 hat eine federzentrierte Grundstellung 61, in der es den zweiten Steuerkanal 57 entlastet und den ersten Steuerkanal 56 absperrt. Abhängig vom Druck in einem Steueranschluß 60 kann das Auswahlventil gegen die Kraft seiner Feder in eine Schaltstellung 62 verschoben werden, in welcher es die Entlastung bzw. das Blockieren der beiden Steuerkanäle 56, 57 vertauscht.The two control chambers 44 and 45 on the control slide 22 are also connected via two control channels 56, 57 to the inputs of a 3/2-way selection valve 58, the outlet 59 of which is relieved to the tank 39. The selector valve 58 has a spring-centered basic position 61, in which it relieves the pressure on the second control channel 57 and blocks off the first control channel 56. Depending on the pressure in a control connection 60, the selection valve can be moved against the force of its spring into a switching position 62, in which it swaps the relief or blocking of the two control channels 56, 57.

Auf dem Außenarm 15 ist ein hydromechanischer Lagesensor 63 angeordnet, der hier als Kugelventil ausgebildet ist. Er hat einen ungesteuerten Anschluß 64, der parallel zum Steuerkreis 46, 48, 54, 55 am zweiten Wegeventil 19 an die Steuerleitung 5.1 angeschlossen ist. Ein gesteuerter Anschluß 65 des Lagesensors 63 steht über eine Pilotleitung 66 mit dem Steueranschluß 60 des Auswahlventils 58 in Verbindung. Zudem ist die Pilotleitung 66 über eine Drosselstelle 67 zum Tank 39 entlastet. Der Lagesensor 63 ist so ausgebildet, daß bei einem über die Horizontale 21 geschwenkten Außenarm 15 die Kugel in ihrer einen Endlage verharrt, wobei sie die Verbindung zwischen den beiden Anschlüssen 64 und 65 blockiert. Wird dagegen der Außenarm 15 unter die Horizontale 61 geschwenkt, so rollt die Kugel im Lagesensor 63 in ihre andere Endstellung und gibt dadurch die Verbindung zwischen den beiden Anschlüssen 64, 65 frei.A hydromechanical position sensor 63 is arranged on the outer arm 15 and is designed here as a ball valve. It has an uncontrolled connection 64 which is connected in parallel to the control circuit 46, 48, 54, 55 on the second directional valve 19 to the control line 5.1. A controlled connection 65 of the position sensor 63 is connected via a pilot line 66 to the control connection 60 of the selection valve 58. In addition, the pilot line 66 is relieved via a throttle point 67 to the tank 39. The position sensor 63 is designed such that when the exterior is pivoted over the horizontal 21 arm 15 the ball remains in its one end position, whereby it blocks the connection between the two connections 64 and 65. If, on the other hand, the outer arm 15 is pivoted below the horizontal 61, the ball in the position sensor 63 rolls into its other end position and thereby releases the connection between the two connections 64, 65.

Das einstellbare Sicherheitsventil 53 hat einen Eingang 68, der parallel zur Zulaufleitung 37 an den Ausgang der Pumpe 38 angeschlossen ist. Ein Tankanschluß 69 am Sicherheitsventil 54 ist zum Tank 39 entlastet. Das Sicherheitsventil 53 ist verstellbar und wird von einer Feder in einer Nullstellung 71 zentriert, in welcher es die Steuerleitung 51 entlastet. Ein Steueranschluß 72 am Sicherheitsventil 53 steht über eine Druckleitung 73 mit einem Druckraum 74 im Hubzylinder 16, der als Lastmomentindikator verwendet wird, in Verbindung, so daß es bei Erreichen einer vorgegebenen Lastmomentgrenze in eine Schaltstellung 75 schaltet und dabei die Steuerleitung 51 mit der Pumpe 38 verbindet.The adjustable safety valve 53 has an inlet 68 which is connected in parallel to the inlet line 37 to the outlet of the pump 38. A tank connection 69 on the safety valve 54 is relieved to the tank 39. The safety valve 53 is adjustable and is centered by a spring in a zero position 71, in which it relieves the control line 51. A control connection 72 on the safety valve 53 is connected via a pressure line 73 to a pressure chamber 74 in the lifting cylinder 16, which is used as a load torque indicator, so that it switches to a switching position 75 when a predetermined load torque limit is reached, and thereby the control line 51 with the pump 38 connects.

Das erste Wegeventil 17 zur Steuerung des Hubzylinders 16 ist wie das zweite Wegeventil J9 als 4/3-Ventil ausgebildet. Es unterscheidet sich vom zweiten Wegeventil 19 wie folgt, wobei für gleiche Bauelemente gleiche Bezugszeichen, jedoch mit dem Index ' verwendet werden. Beim ersten Wegeventil 17 ist der mit A bezeichnete Motoranschluß 28' über eine erste Verbraucherleitung 76 mit dem Druckraum 74 im Hubzylinder 16 verbunden, während dessen Ringraum 77 über eine zweite Verbraucherleitung 78 mit dem zweiten Motoranschluß 29' verbunden ist. Beim ersten Wegeventil 17 sind die Rückstellmittel so ausgebildet, daß dessen Steuerschieber 221 nur aus der Senkenstellung 27' in seine Mittelstellung 24' zurückstellbar ist. Dem Steuerschieber 22' ist deswegen nur eine zweite Steuerkammer 45' zugeordnet, die über die zweite Steuerverbindung 55' zur Rücklaufleitung 42 entlastbar ist und über die Drossel 49' parallel zum zweiten Wegeventil 19 an die Steuerleitung 51 angeschlossen ist.The first directional control valve 17 for controlling the lifting cylinder 16, like the second directional control valve J9, is designed as a 4/3 valve. It differs from the second directional valve 19 as follows, the same reference numerals being used for the same components, but with the index '. In the first directional control valve 17, the motor connection 28 ′ denoted by A is connected via a first consumer line 76 to the pressure chamber 74 in the lifting cylinder 16, while its annular space 77 is connected to the second motor connection 29 ′ via a second consumer line 78. In the first directional control valve 17, the restoring means are designed such that its control slide 22 1 only from the lower position 27 'into its central position lung 24 'is resettable. The control slide 22 'is therefore assigned only a second control chamber 45' which can be relieved via the second control connection 55 'to the return line 42 and is connected to the control line 51 via the throttle 49' parallel to the second directional valve 19.

Im übrigen ist das erste Wegeventil 17 parallel zum zweiten Wegeventil 19 an die Zulaufleitung 37 sowie die Rücklaufleitung 42 angeschlossen und liegt stromaufwärts vom zweiten Wegeventil 19 im Neutralumlaufkanal 43.Otherwise, the first directional valve 17 is connected to the inlet line 37 and the return line 42 parallel to the second directional valve 19 and is located upstream of the second directional valve 19 in the neutral circulation channel 43.

Zur Absicherung der Pumpe 38 dient ein Druckbegrenzungsventil 79.A pressure relief valve 79 is used to protect the pump 38.

Die Wirkungsweise der Überlastungsschutzvorrichtung 10 wird wie folgt erläutert:

  • Eine am Lasthaken des Auslegerarms 11 wirkende Last bewirkt abhängig von der zugehörigen Ausladung einen bestimmten Druck im Druckraum 74 des Hubzylinders 16, der zudem über die Druckleitung 73 auf das Sicherheitsventil 53 einwirkt. Durch Einstellung eines vorgegebenen Dru ksollwertes am Sicherheitsventil 53 läßt sich somit eine Lastmomentgrenzen einstellen, bei deren Überschreitung das Sicherheitsventil 53 anspricht und Druckmittel von der Pumpe 38 über die Steuerleitung 51 zu den Wegeventilen 17 und 19 fließen läßt. Dieses Steuerdruckmittel wirkt auf die Rückstellmittel beider Wegeventile 17, 19 derart ein, daß ein in einer lastmomentvergrößernden Arbeitsstellung befindlicher Steuerschieber zumindest in seine Mittelstellung 24 zurückgestellt wird bzw. aus dieser Stellung 24 heraus nicht durch die Handbetätigungseinrichtung 25 in eine lastmementvergrößernde Schaltstellung gebracht werden kann. Diese Funktion muß gewährleistet sein, unabhängig davon, ob nun der Außenarm 15 am Ausleger 11 eine Lage oberhalb der Horizontalen 21 bzw. unterhalb derselben einnimmt. Außerdem muß gewährleistet sein, daß die Steuerschieber beider Wegeventile 17, 19 auch bei angesprochenem Sicherheitsventil 53 weiterhin in eine lastmomentverringernde Schaltstellung verstellt werden können.
The mode of operation of the overload protection device 10 is explained as follows:
  • A load acting on the load hook of the extension arm 11 causes a certain pressure in the pressure chamber 74 of the lifting cylinder 16, depending on the associated projection, which pressure also acts on the safety valve 53 via the pressure line 73. By setting a predetermined pressure setpoint on the safety valve 53, a load torque limit can thus be set, beyond which the safety valve 53 responds and pressure medium from the pump 38 can flow via the control line 51 to the directional control valves 17 and 19. This control pressure medium acts on the return means of both directional control valves 17, 19 in such a way that a control slide located in a working torque-increasing working position is at least returned to its central position 24 or cannot be brought out of this position 24 by the manual control device 25 into a load-increasing switching position. this function must be ensured, regardless of whether the outer arm 15 on the boom 11 now occupies a position above the horizontal 21 or below it. In addition, it must be ensured that the spool of both directional control valves 17, 19 can continue to be adjusted to a load torque-reducing switching position even when the safety valve 53 is activated.

Es sei nun davon ausgegangen, daß allein das erste Wegeventil 17 betätigt wird und zum Senken des Innenarms 14 Druckmittel aus dem Druckraum 74 über den in Senkenstellung 27' befindlichen Steuerschieber 22' Druckmittel zum Tank 39 abströmen kann. Ferner sei angenommen, daß durch die mit dem zunehmenden Senken verbundene Ausladung des Auslegerarms 11 der zulässige Druck im Druckraum 72 überschritten wird und das angesprochene Sicherheitsventil 53 seine Schaltstellung 75 einnimmt, wodurch die Pumpe 38 Druckmittel in die Steuerleitung 51 fördert. Der hierbei von der Pumpe 38 aufgebaute Druck kann über die Steuerleitung 51 und die Drossel 49' auch in der zweiten Steuerkammer 45' sich aufbauen, da die zweite Steuerverbindung 55' in Senkenstellung 27' gesperrt ist. Auch wenn die Pumpe 38 nur einen relativ niedrigen Neutralumlaufdruck von wenigen bar aufbaut, reicht dieser Druck für die Rückstellung des Steuerschiebers 22' aus seiner Senkenstellung 27' in seine Mittelstellung 24' aus, da er in der Steuerkammer 45' auf die volle Querschnittsfläche des Schieberendes einwirkt. Hat der Steuerschieber 22' seine Mittelstellung 24' erreicht, so öffnet er die zweite Steuerverbindung 55' und der Rückstelldruck in der Steuerkammer 45' wird abgebaut, da über die Drossel 49' nicht genügend Druckmittel nachströmen kann. Diese Rückstellung des Steuerschiebers 22' in seine Mittelstellung 24' wird somit nach Art eines hydraulischen Anschlags beendet, wodurch auch die lastmomentvergrößernde Senkenbewegung des In- nenarms 14 gestoppt wird.It is now assumed that only the first directional control valve 17 is actuated and, in order to lower the inner arm 14, pressure medium can flow out of the pressure chamber 74 via the control slide 22 ′ in the lower position 27 ′ to the tank 39. Furthermore, it is assumed that the permissible pressure in the pressure chamber 72 is exceeded due to the increasing discharge of the cantilever arm 11 and the safety valve 53 assumes its switch position 75, as a result of which the pump 38 conveys pressure medium into the control line 51. The pressure built up by the pump 38 can also build up in the second control chamber 45 'via the control line 51 and the throttle 49', since the second control connection 55 'is blocked in the lower position 27'. Even if the pump 38 only builds up a relatively low neutral circulation pressure of a few bar, this pressure is sufficient for the return of the control slide 22 'from its lower position 27' to its central position 24 ', since it extends to the full cross-sectional area of the slide end in the control chamber 45' acts. When the control slide 22 'has reached its central position 24', it opens the second control connection 55 'and the reset pressure in the control chamber 45' is reduced because insufficient pressure medium can flow in via the throttle 49 '. This return of the control slide 22 'to its central position 24' is thus terminated in the manner of a hydraulic stop, whereby the lowering movement of the inner arm 14 which increases the load torque is also stopped.

Während des beschriebenen Rückstellvorgangs im ersten Wegeventil 17 strömt das Druckmittel über die Steuerleitung 51 auch in den Steuerkreis des zweiten Wegeventils 19. Es sei nun davon ausgegangen, daß sich der Steuerschieber 22 in der gezeichneten Mittelstellung 24 befinde und der Außenarm 15 eine Lage oberhalb der Horizontalen 21 einnehme. Der in der Steuerleitung 51 herrschende Druck gelangt auch über den ungesteuerten Anschluß 64 in den Lagesensor 63, in dem jedoch das kugelige Schließglied bei der gezeichneten Lage des Außenarms 15 den gesteuerten Anschluß 65 absperrt.During the reset operation described in the first directional valve 17, the pressure medium flows via the control line 51 into the control circuit of the second directional valve 19. It should now be assumed that the control slide 22 is in the center position 24 shown and the outer arm 15 is a position above the horizontal 21 ingest. The pressure prevailing in the control line 51 also passes through the uncontrolled connection 64 into the position sensor 63, in which, however, the spherical closing member blocks the controlled connection 65 when the outer arm 15 is in the position shown.

Dies hat zur Folge, daß die Pilotleitung 66 über die Drossel 67 zum Tank 39_entlastet ist und das Auswahlventil 58 seine federzentrierte Grundstellung 61 einnimmt, wodurch der zweite Steuerkanal 57 zum Tank 39 entlastet wird. Während des beschriebenen Rückstellvorgangs im ersten Wegeventil 17 und bei angesprochenem Sicherheitsventil 53 strömt Druckmittel über die Steuerleitung 51 auch in die beiden Zweigleitungen 46, 48 sowie die zugehörigen Drosseln 47, 49 und damit in die Steuerkammern 44, 45. Versucht nun eine Bedienungsperson über die Handbetätigungseinrichtung 25 den Steuerschieber 22 in eine Senkenstellung 27 auszulenken, so würde dies zu einem Einfahren der Kolbenstange am Knickzylinder 18 und damit zu einer Drehbewegung des Außenarms 15 im Uhrzeigersinn und somit zu einer lastmomentvergrößernden Bewegung führen. Bei einer derartigen Betätigung des Steuerschiebers 22 wird jedoch die erste Steuerverbindung 54 unterbrochen, so daß sich in der ersten Steuerkammer 44 ein Druck aufbauen kann, weil der erste Steuerkanal 56 durch das Auswahlventil 58 blockiert wird. Der in der ersten Steuerkammer 44 auf den Steuerschieber 22 wirkende Druck verhindert somit eine Auslenkung in die Senkenstellung 27. Umgekehrt kann aber der Steuerschieber 22 aus der Mittelstellung 24 in seine Hebenstellung 26 verschoben werden, wodurch der Außenarm 15 aus der gezeichneten Lage heraus entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt wird und somit eine lastmomentverringernde Bewegung ausführt. Dies ist deswegen möglich, weil das über die Drossel 49 gelangende Druckmittel über das Auswahlventil 58 zum Tank 39 abströmen kann, so daß sich in der zweiten Steuerkammer 45 kein die Auslenkung in Hebenstellung entgegenstehender Druck aufbauen kann. Somit ist sichergestellt, daß bei einem am ersten Wegeventil 17 ablaufenden Rückstellvorgang der Steuerschieber 22 am zweiten Wegeventil 19 zwar in eine lastmomentverringernde Schaltstellung gedrückt, nicht aber in eine lastmomenterhöhende Schaltstellung 27 gezogen werden kann.As a result, the pilot line 66 is relieved of pressure via the throttle 67 to the tank 39 and the selector valve 58 assumes its spring-centered basic position 61, as a result of which the second control channel 57 to the tank 39 is relieved. During the reset process described in the first directional valve 17 and when the safety valve 53 is addressed, pressure medium flows via the control line 51 into the two branch lines 46, 48 as well as the associated throttles 47, 49 and thus into the control chambers 44, 45. Now an operator tries via the manual control device 25 deflecting the control slide 22 into a lower position 27, this would lead to a retraction of the piston rod on the articulated cylinder 18 and thus to a rotary movement of the outer arm 15 in the clockwise direction and thus to a movement increasing the load moment. When the control slide 22 is actuated in this way, however, the first control connection 54 is interrupted, so that a pressure can build up in the first control chamber 44 because the first control channel 56 is blocked by the selection valve 58. The one in the first control chamber 44 on the control slide 22nd acting pressure thus prevents a deflection into the lower position 27. Conversely, the control slide 22 can be moved from the central position 24 into its raised position 26, whereby the outer arm 15 is pivoted counterclockwise from the position shown and thus executes a load-reducing movement. This is possible because the pressure medium coming through the throttle 49 can flow out to the tank 39 via the selection valve 58, so that no pressure opposing the deflection in the lifting position can build up in the second control chamber 45. This ensures that, when a reset operation takes place on the first directional valve 17, the control slide 22 on the second directional valve 19 is pressed into a switching position that reduces the load torque, but cannot be pulled into a switching position 27 that increases the load torque.

Es sei nun angenommen, daß während des zuvor beschriebenen Rückstellvorgangs am ersten Wegeventil J7 der Außenarm 15 eine nicht dargestellte Lage einnehme, wobei sein freies Ende unterhalb die Horizontale 2J geschwenkt sei. In einer solchen Lage des Außenarms 15 bewegt sich die Kugel im Lagesensor in ihre andere Endstellung, wodurch die Verbindung zwischen beiden Anschlüssen 64 und 65 offen ist. Das bei geöffnetem Sicherheitsventil 53 in die Steuerleitung 51 gelangende Druckmittel strömt nun über den Lagesensor 63 hinweg in die Pilotleitung 66 und schiebt das Auswahlventil 58 in seine Schaltstellung 62, wodurch der erste Steuerkanal 56 entlastet und der zweite Steuerkanal 57 abgesperrt werden. Die Drosselstelle 67 ist so klein gewählt, daß sie bei geöffnetem Sicherheitsventil 53 diesen Umschaltvorgang am Auswahlventil 58 nicht stört. Würde nun eine Bedienungsperson versuchen, den Steuerschieber 22 mit Hilfe der Handbetätigungsvorrichtung 25 in seine Hebenstellung 26 zu verstellen, so würde der Steuerschieber 22 die zweite Steuerverbindung 55 absperren. Da zugleich der zweite Steuerkanal 57 abgesperrt ist, kann sich von der Steuerleitung 51 her über die Drossel 49 ein Druck in der zweiten Steuerkammer 45 aufbauen und somit einer Auslenkung in die Hebenstellung 26 entgegenwirken, so daß ein Ausfahren der Kolbenstange am Knickzylinder 18 und damit eine lastmomentvergrößernde Bewegung des Außenarms 15 verhindert wird. Bei unterhalb der Horizontalen 21 liegendem Außenarm 15 kann jedoch der Steuerschieber 22 von Hand in seine Senkenstellung 27 gebracht werden, wobei zwar die erste Steuerverbindung 54 unterbrochen wird, die erste Steuerkammer 44 aber über das Auswahlventil 58 zum Tank 39 entlastet ist, so daß das über die Drossel 47 zuströmende Druckmittel keinen diese Steuerbewegung störenden Gegendruck aufbauen kann. Somit ist sichergestellt, daß auch bei einer Lage des Außenarms 15 unterhalb der Horizontalen 21 lastmomentvergrößernde Bewegungen verhindert, lastmomentsenkende Bewegungen aber möglich sind.It is now assumed that during the previously described resetting process on the first directional valve J7, the outer arm 15 occupies a position not shown, with its free end being pivoted below the horizontal 2J. In such a position of the outer arm 15, the ball in the position sensor moves into its other end position, as a result of which the connection between the two connections 64 and 65 is open. The pressure medium entering the control line 51 when the safety valve 53 is open now flows over the position sensor 63 into the pilot line 66 and pushes the selector valve 58 into its switching position 62, whereby the first control channel 56 is relieved and the second control channel 57 is blocked. The throttle point 67 is selected to be so small that it does not interfere with this switching process at the selection valve 58 when the safety valve 53 is open. If an operator would now attempt to move the control slide 22 into its raised position 26 with the aid of the manual actuation device 25, the control slide 22 would become the second Shut off control connection 55. Since at the same time the second control channel 57 is blocked, a pressure in the second control chamber 45 can build up from the control line 51 via the throttle 49 and thus counteract a deflection into the lifting position 26, so that an extension of the piston rod on the articulated cylinder 18 and thus one load torque increasing movement of the outer arm 15 is prevented. With the outer arm 15 lying below the horizontal 21, however, the control slide 22 can be brought into its lowering position 27 by hand, whereby the first control connection 54 is interrupted, but the first control chamber 44 is relieved via the selector valve 58 to the tank 39, so that the above the throttle 47 flowing pressure medium can not build up this control movement disturbing back pressure. This ensures that even if the outer arm 15 is below the horizontal 21, movements that increase the load torque are prevented, but movements that reduce the load torque are possible.

Der Außenarm 15 kann auch für sich allein betätigt werden, während der Innenarm 14 ruht. Befindet sich hierbei der Außenarm 15 in der gezeichneten Lage oberhalb der Horizontalen 21, so kann der Steuerschieber 22 ohne weiteres in seine Hebenstellung 26 verstellt werden, wobei der Außenarm weiter entgegen dem Uhrzeigersinn geschvenkt wird. Die Schwenkbewegung wird bei ansprechendem Sicherheitsventil 53 nicht gestört. Wird dagegen der Außenarm 15 aus der gezeichneten Lage in der Senkenstellung 27 des Steuerschiebers 22 weiter entgegen dem Uhrzeigersinn verstellt und dabei die Lastmomentgrenze überschritten, so stellt das von der Pumpe 38 über das Sicherheitsventil 53 und die Steuerleitung 51 zum zweiten Wegeventil 19 gelangende Druckmittel in der ersten Steuerkammer 44 den Steuerschieber zurück in seine Mittelstellung 24 und beendet dadurch die lastmomenterhöhende Senkenbewegung des Außenarm3 15.The outer arm 15 can also be operated by itself while the inner arm 14 is at rest. If the outer arm 15 is in the position shown above the horizontal 21, the control slide 22 can be easily adjusted into its raised position 26, the outer arm being pivoted further counterclockwise. The pivotal movement is not disturbed when the safety valve 53 responds. If, on the other hand, the outer arm 15 is moved further counterclockwise from the position shown in the lowered position 27 of the control slide 22 and the load torque limit is exceeded, the pressure medium coming from the pump 38 via the safety valve 53 and the control line 51 to the second directional control valve 19 in the the first control chamber 44 the control slide back into its central position 24 and thereby ends the lowering movement of the outer arm 3 15 which increases the load torque.

Befindet sich jedoch der Außenarm 15 in einer Lage unterhalb der Horizontalen 21 und er wird er noch weiter im Uhrzeigersinn geschwenkt, wobei der Steuerschieber 22 die Senkenstellung 27 einnimmt, so kann bei einem Ansprechen des Sicherheitsventils 53 infolge Überschreiten einer Lastmomentgrenze diese Senkenstellung 27 beibehalten werden. In der nicht gezeichneten Lage des Außenarms 15 bewegt sich das kugelige Schließglied im Ladesensor 63 in seine nicht gezeichnete Endstellung, so daß Steuerdruckmittel von der Steuerleitung 5J über den Lagesensor 63 in die Pilotleitung 66 strömen kann und das Auswahlventil 58 in seine Schaltstellung 62 drückt. Das über die erste Drossel 47 zur ersten Steuerkammer 44 fließende Steuerdruckmittel wird vom Auswahlventil 58 zum Tank 39 entlastet, so daß sich kein den Steuerschieber 22 zurückstellender Druck aufbauen kann. Die lastmomentverringernde Senkenbewegung kann also beibehalten werden. Umgekehrt wird bei einer entsprechenden Hebenstellung 26 die zweite Steuerverbindung 55 blockiert und auch der zweite Steuerkanal 57 vom Auswahlventil 58 gesperrt, so daß der über die Drossel 49 sich aufbauende Druck in der zweiten Steuerkammer 45 den Schieber 22 in seine Mittelstellung 24 zurückstellt. Das Auswahlventil 58 kann von seiner Feder aus der Schaltstellung 62 wieder in seine Grundstellung 61 verschoben werden, wobei Druckmittel aus dem Steueranschluß 60 über die Drosselstelle 67 zum Tank 39 entweichen kann.However, if the outer arm 15 is in a position below the horizontal 21 and it is pivoted even further clockwise, the control slide 22 assuming the lower position 27, this lower position 27 can be maintained when the safety valve 53 responds as a result of a load torque limit being exceeded. In the position of the outer arm 15, not shown, the spherical closing member in the loading sensor 63 moves into its end position, not shown, so that control pressure medium can flow from the control line 5J via the position sensor 63 into the pilot line 66 and presses the selection valve 58 into its switching position 62. The control pressure medium flowing via the first throttle 47 to the first control chamber 44 is released from the selection valve 58 to the tank 39, so that no pressure which resets the control slide 22 can build up. The lowering movement reducing the load moment can therefore be maintained. Conversely, with a corresponding lifting position 26, the second control connection 55 is blocked and also the second control channel 57 is blocked by the selection valve 58, so that the pressure building up via the throttle 49 in the second control chamber 45 resets the slide 22 to its central position 24. The selector valve 58 can be moved by its spring from the switching position 62 back to its basic position 61, pressure medium being able to escape from the control connection 60 via the throttle point 67 to the tank 39.

Vorliegende Überlastungsschutzvorrichtung JQ ermöglicht somit eine vollhydraulisch arbeitende Lastmomentbegrenzung am Auslegerarm 11 durch Rückstellung der Steuerschieber 22, 22' in den Wegeventilen 19, 17. Mit Hilfe des hydromechanischen Lagesensors 63 und des Auswahlventils 58 wird dabei die Rückstellung automatisch so gesteuert, daß lastmomentvergrößernde Bewegungen unabhängig von der Lage des Außenarms 15 relativ zur Horizonalen 21 stets vermieden werden.The present overload protection device JQ thus enables a fully hydraulic load torque limitation on the cantilever arm 11 by resetting the control slides 22, 22 'in the directional control valves 19, 17. With the help of the hydromechanical position sensor 63 and the selection valve 58, the resetting is automatically controlled so that movements increasing the load torque are independent of the position of the outer arm 15 relative to the horizontal 21 can always be avoided.

Die Figur 2 zeigt eine zweite Überlastungsschutzvorrich- tung 90, die sich von derjenigen nach Figur 1 wie folgt unterscheidet, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Die zweite Überlastungsschutzvorrichtung 90 unterscheidet sich vor allem durch einen anderen hydromechanischen Lagesensor 91, der nun im wesentlichen als Wechselventil ausgebildet ist und so in den Steuerkreis des Wegeventils 19 geschaltet ist, daß sich ein Auswahlventil erübrigt. Die Steuerleitung 51 steht nur noch mittelbar über den Lagesensor mit dem Steuerkreis am zweiten Wegeventil 19 in Verbindung und ist zu diesem Zweck an einen Mittenanschluß 92 des Lagesensors angeschlossen. Von einem ersten Seitenanschluß 93 des Lagesensors 91 führt eine erste Pilotleitung 94 über eine Zulaufdrossel 95 zur ersten Steuerkammer 44. In entsprechender Weise führt von einem zweiten Seitenanschluß 96 am Lagesensor 91 eine zweite Pilotleitung 91 über eine zweite Zulaufdrossel 98 zur zweiten Steuerkammer 45. Die Zulaufdrosseln 95, 98 übernehmen dabei die gleiche Funktion wie die Drossel 47, 49 nach Figur 1, nämlich den zufließenden Steuerölstrom zu drosseln. Zur Entlastung der Steuerkammer 44, 45 ist nun jede Steuerkammer über einen Ablaufkanal 99, 101 mit der Rücklaufleitung 42 verbunden, wobei der Druckmittelabfluß jeweils durch eine erste bzw. zweite Ablaufdrossel 102 bzw. 103 begrenzt wird. Der freie Durchflußquerschnitt der Ablaufdrosseln 102, 103 ist wesentlich kleiner ausgebildet als derjenige der Zulaufdrosseln 95, 98, so daß sich bei blockierten Steuerverbindungen 54 bzw. 55 in den Steuerkammern 44, 45 jeweils ein Steuerdruck aufbauen kann.FIG. 2 shows a second overload protection device 90 which differs from that according to FIG. 1 as follows, the same parts being provided with the same reference numerals. The second overload protection device 90 differs primarily by another hydromechanical position sensor 91, which is now essentially designed as a shuttle valve and is connected to the control circuit of the directional control valve 19 in such a way that a selection valve is unnecessary. The control line 51 is only indirectly connected via the position sensor to the control circuit on the second directional valve 19 and is connected to a center connection 92 of the position sensor for this purpose. A first pilot line 94 leads from a first side connection 93 of the position sensor 91 via an inlet throttle 95 to the first control chamber 44. In a corresponding manner, a second pilot line 91 leads from a second side connection 96 on the position sensor 91 via a second inlet throttle 98 to the second control chamber 45. The inlet throttles 95, 98 perform the same function as the throttle 47, 49 according to FIG. 1, namely to throttle the inflowing control oil flow. To relieve the pressure on the control chamber 44, 45, each control chamber is now connected to the return line 42 via an outlet channel 99, 101, the pressure medium outflow being limited in each case by a first or second outlet throttle 102 or 103. The free flow cross-section of the outlet throttles 102, 103 is designed to be substantially smaller than that of the inlet throttles 95, 98, so that a control pressure can build up in the control chambers 44, 45 when the control connections 54 and 55 are blocked.

Die Wirkungsweise der zweiten Überlastungsschutzvorrichtung 90 ist prinzipiell ähnlich wie diejenige der ersten Überlastungsschutzvorrichtung 10. Unterschiedlich ist, daß die Funktion des Auswahlventils 58 nach Figur 1 im Lagesensor 93 integriert ist, über den nun auch abhängig von der Lage des Außenarms 15 die Druckmittelversorgung von der Steuerleitung 51 zu den beiden Steuerkammern 44, 45 erfolgt. Das Verhältnis der Durchflußquerschnitte von Zulaufdrossel 95 zu zugeordneter Ablaufdrossel 102 ist so gewählt, daß sich in der ersten Steuerkammer 44 ein ausreichender Druck zur Rückstellung des Steuerschiebers aufbauen kann. Mit der zweiten Überlastungsschutzvorrichtung 90 wird der Ventilaufwand verringert, andererseits wird eine zusätzliche Steuerölleitung zum Lagesensor 93 am Außenarm 15 erforderlich. Mit der zweiten Überlastungsschutzvorrichtung 90 werden in gleicher Weise wie bei der ersten Vorrichtung 10 unabhängig von der Lage des Außenarms 15 relativ zu einer Horizontalen 21 lastmomentvergrößernde Schaltstellungen durch Schieberrückstellung aufgehoben bzw. verhindert, während lastmomentverringernde Steuerbewegungen ohne weiteres möglich sind.The mode of operation of the second overload protection device 90 is in principle similar to that of the first overload protection device 10. The difference is that the function of the selection valve 58 according to FIG Position sensor 93 is integrated, via which the pressure medium supply from the control line 51 to the two control chambers 44, 45 now also takes place depending on the position of the outer arm 15. The ratio of the flow cross sections of the inlet throttle 95 to the associated outlet throttle 102 is selected so that sufficient pressure can be built up in the first control chamber 44 to reset the control slide. With the second overload protection device 90, the valve outlay is reduced; on the other hand, an additional control oil line to the position sensor 93 on the outer arm 15 is required. With the second overload protection device 90, in the same way as in the first device 10, regardless of the position of the outer arm 15 relative to a horizontal 21, load-torque-increasing switching positions are canceled or prevented by slider reset, while load-torque-reducing control movements are readily possible.

Selbstverständlich sind Änderungen an den gezeigten Vorrichtungen möglich, ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen. Insbesondere können die Lagesensoren auch als Pendelventile oder in anderer Bauweise ausgeführt werden.Of course, changes to the devices shown are possible without departing from the spirit of the invention. In particular, the position sensors can also be designed as pendulum valves or in another design.

Claims (10)

1. Hydraulische Überlastungsschutzvorrichtung für ein Hebezeug, insbesondere Ladekran, mit wenigstens zwei die Ausladung eines Auslegerarms verändernden Auslegerarmteilen, die relativ zueinander schwenkbar gelagert sind und von denen wenigstens eines mit Hilfe eines doppeltwirkenden Hydromotors heb- und senkbar ist, wobei abhängig von der Lage dieses Auslegerarmteiles relativ zu einer Horizontalen bei gleichem Betätigungssinn des Hydromotors eine Vertauschung der lastmomenterhöhenden Schaltstellung an einem den Hydromotor steuernden Wegeventil stattfindet, das die beiden Druckmittelräume des Hydromotors in einer Mittelstellung blockiert und in einer Heben- und einer Senkenstellung wechselweise ansteuert, und mit einem Sicherheitsventil, das abhängig vom Druck in einem für die Lastmomentbegrenzung maßgeblichen Druckraum Druckmittel in eine Steuerleitung steuert , das eine Rückstellung des Steuerschiebers im Wegeventil aus einer der Arbeitsstellungen in eine Mittelstellung bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das Wegeventil (19) die hydraulische Rückstellung des Steuerschiebers (22) aus beiden Arbeitsstellungen (26, 27) ermöglichende Rückstellmittel (47, 49, 44, 45, 54, 55, 58) aufweist und daß mit dem einen Auslegerarmteil (15) ein hydromechanischer Lagesensor (63; 91) gekoppelt ist, der abhängig von der Lage des einen Auslegerarmteils (15) relativ zur Horizontalen (21) die Rückstellmit- tel (47, 49, 44, 45, 54, 55, 58) steuert.1. Hydraulic overload protection device for a hoist, in particular a loading crane, with at least two jib arm parts which change the outreach of a jib arm, which are pivotably mounted relative to one another and at least one of which can be raised and lowered by means of a double-acting hydraulic motor, depending on the position of this jib arm part relative to a horizontal with the same direction of actuation of the hydraulic motor, the switching torque-increasing switching position is exchanged on a directional control valve that controls the hydraulic motor, which blocks the two pressure medium spaces of the hydraulic motor in a central position and controls them alternately in a raised and a lowered position, and with a safety valve that depends controls pressure medium in a control line from the pressure in a pressure chamber that is decisive for the load torque limitation, which causes the control spool in the directional control valve to be reset from one of the working positions to a central position ch characterized in that the directional control valve (19) has reset means (47, 49, 44, 45, 54, 55, 58) which enable the hydraulic return of the control slide (22) from both working positions (26, 27) and that with the one extension arm part ( 15) a hydromechanical position sensor (63; 91) is coupled, which depends on the position of one cantilever arm part (15) to the horizontal (21) controls the relative Rückstellmit- tel (4 7, 49, 44, 45, 54, 55, 58). 2. Überlastungsschutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherheitsventil (53) bei Erreichen bzw. Überschreiten einer voreingestellten Lastmomentgrenze die Druckmittelquelle (38) mit der Steuerleitung (51) zu den Rückstellmitteln verbindet.2. Overload protection device according to claim 1, characterized in that the safety valve (53) connects the pressure medium source (38) with the control line (51) to the resetting means when a preset load torque limit is reached or exceeded. 3. Überlastungsschutzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausbildung der Rückstellmittel der Steuerschieber (22) mit seinen beiden Enden jeweils in eine Steuerkammer (44, 45) ragt, daß jede Steuerkammer (44, 45) über eine Drossel (47, 49) zueinander parallel an die Steuerleitung (51) angeschlossen ist und von jeder Steuerkammer (44, 45) eine Steuerverbindung (54, 55) zum Tank (39) geführt ist, die vom Steuerschieber (22) steuerbar sind und daß der Druck in beiden Steuerkammern (54, 55) vom Lagesensor (63; 91) beeinflußbar ist.3. Overload protection device according to claim 1 or 2, characterized in that to form the restoring means of the control slide (22) with its two ends in each case in a control chamber (44, 45) that each control chamber (44, 45) via a throttle (47 , 49) is connected in parallel to the control line (51) and from each control chamber (44, 45) a control connection (54, 55) to the tank (39) is guided, which can be controlled by the control slide (22) and that the pressure in two control chambers (54, 55) can be influenced by the position sensor (63; 91). 4. Überlastungsschutzvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (22) in Mittelstellung (24) beide Steuerverbindungen (54, 55) öffnet und in Arbeitsstellungen (26, 27) wenigstens die einen hydraulischen Anschlag bildende Steuerverbindung (55, 54) absperrt.4. Overload protection device according to claim 3, characterized in that the control slide (22) in the central position (24) opens both control connections (54, 55) and in working positions (26, 27) at least the control connection (55, 54) forming a hydraulic stop . 5. Überlastungsschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagesensor (63; 91) als Kugelventil ausgebildet ist.5. Overload protection device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the position sensor (63; 91) is designed as a ball valve. 6. Überlastungsschutzvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kugelventil (63) einen ungesteuerten Anschluß (64) hat der parallel zu den zu den Steuerkammern (44, 45) führenden Steuerverbindungen (46, 48) und die Drosseln (47, 49) im Wegeventil (19) an die Steuerleitung (51) angeschlossen ist und daß sein gesteuerter Anschluß (65) ein Auswahlventil (58) steuert, das beide Steuerkammern (44, 45) des Wegeventils (19) abwechselnd zum Tank (39) entlasten bzw. absperren kann.6. Overload protection device according to claim 5, characterized in that the ball valve (63) has an uncontrolled connection (64) which is parallel to the to the control chambers (44, 45) leading control connections (46, 48) and the throttles (47, 49) in the directional control valve (19) is connected to the control line (51) and that its controlled connection (65) controls a selector valve (58) , which can relieve or shut off both control chambers (44, 45) of the directional control valve (19) alternately to the tank (39). 7. Überlastungsschutzvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagesensor als Wechselventil (91) ausgebildet ist, dessen Mittenanschluß (92) unmittelbar an die Steuerleitung (51) angeschlossen ist und dessen beide gesteuerten Seitenanschlüsse (93, 96) über Zulaufdrosseln (95, 98) jeweils mit einem Steuerraum (44, 45) verbunden sind, die jeweils zusätzlich über Ablaufdrosseln (102, 103) zum Tank (39) entlastet sind, wobei der Durchflußquerschnitt der Ablaufdrosseln (102, 103) jeweils kleiner ist als derjenige der zulaufseitigen Drosseln (95, 98).7. Overload protection device according to claim 5, characterized in that the position sensor is designed as a shuttle valve (91), the center connection (92) of which is connected directly to the control line (51) and the two controlled side connections (93, 96) of which are inlet throttles (95, 98) are each connected to a control chamber (44, 45), each of which is additionally relieved to the tank (39) via outlet throttles (102, 103), the flow cross section of the outlet throttles (102, 103) being smaller than that of the inlet-side throttles (95, 98). 8. Überlastungsschutzvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherheitsventil (53) parallel zu einem Neutralumlaufkanal (43) an die Pumpe (38) angeschlossen ist und in den Neutralumlaufkanal (43) mindestens ein zusätzliches hydraulisch rückstellbares Wegeventil (17) geschaltet ist, dessen Steuerraum (45') ebenfalls an die Steuerleitung (51) angeschlossen ist.8. Overload protection device according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that the safety valve (53) is connected in parallel to a neutral circulation channel (43) to the pump (38) and in the neutral circulation channel (43) at least one additional hydraulically resettable directional valve (17) is connected, the control chamber (45 ') is also connected to the control line (51). 9. Überlastungsschutzvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum Lagesensor (663) nur zwei Steuerleitungen (51, 66) geführt sind.9. Overload protection device according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that only two control lines (51, 66) are guided to the position sensor (663). 10. Überlastungsschutzvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, 7, 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagesensor (93) über drei Steuerleitungen (94, 97, 51) mit dem Wegeventil (19) und dem Sicherheitsventil (53) verbunden ist.10. Overload protection device according to one or more of claims 1 to 5, 7, 8, characterized in that the position sensor (93) is connected to the directional valve (19) and the safety valve (53) via three control lines (94, 97, 51).
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Inventor name: KOETTER, WOLFGANG, DIPL.-ING.