CN104024534A - 用于制动旋转和/或摆动机构的设备、用于控制这种设备的方法以及具有这种制动设备的做业机械 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于制动做业机械的旋转和/或摆动机构的设备和方法，具有：至少一个动态的运行制动装置，用于制动所述旋转和/或摆动机构的旋转和/或摆动运动；和至少一个静态的停止制动装置，通过所述静态的停止制动装置，所述旋转和/或摆动机构能够在一个位置被锁定，其中，所述动态的运行制动装置和/或所述静态的停止制动装置配设有至少一个传感器，所述传感器检测所述旋转和/或摆动机构的当前运动并且所述传感器与控制装置连接，所述控制装置识别所述动态的运行制动装置的操纵并且在旋转和/或摆动机构被持续地操纵时旋转和/或摆动机构持续地旋转和/或摆动运动的情况下触发所述静态的停止制动装置。

Description

用于制动旋转和/或摆动机构的设备、用于控制这种设备的方法以及具有这种制动设备的做业机械
技术领域
本发明涉及一种用于制动做业机械的旋转和/或摆动机构的设备，具有：至少一个动态的运行制动装置，用于制动所述旋转和/或摆动机构的旋转和/或摆动运动；和至少一个静态的停止制动装置，通过所述静态的停止制动装置，所述旋转和/或摆动机构能够在一个位置被锁定。
背景技术
为了制动在工程机械中的旋转和/或摆动机构，已知使用至少一个动态的制动装置和至少一个静态的停止制动装置。通过所述动态的制动装置，例如与移动式起重机的上部结构连接的旋转机构的旋转运动得以受控地制动。通过所述停止制动装置在停机时锁定该旋转机构。
在动态的运行制动装置(例如经由制动踏板或控制杆或类似物)被操纵时产生信号，该信号由控制装置评估。所述控制装置在考虑诸如转速、负载状态和/或负载分布等其他参数的情况下控制执行机构(例如液压泵和液压阀)，以能够制动旋转机构。在旋转机构停机后可以通过接通静态的停止制动装置而保持在当前位置。
这种设置和制动方法已证明有效，但带有以下缺点，即在动态的制动装置失效时不能对旋转和/或摆动机构进行定量的紧急制动，并且因此不能实现对上部结构和/或悬臂的受控的制动。如果静态的停止制动装置例如在旋转机构旋转运动期间被接通，则这不可避免地导致旋转机构的突然停止，并且因此导致与旋转机构连接的上部结构的旋转运动的停止。
通常将盘式制动装置用作静态的停止制动装置，所述盘式制动装置包括多个盘，各个盘接连地位于一轴线上并且不可相对转动地与工程机械的固定的或旋转的部件连接。这种制动装置已证明有效，但带有以下缺点，即旋转和/或摆动机构的突然停止可能引起工程机械自身的严重的构件损坏或例如引起固定在悬臂上的负载的不受控的摆动。
已经表明，通过静态的停止制动装置安全地制动旋转和/或摆动机构由于结构形式而是不可能的。在紧急情况下，例如在动态的制动装置失效时，静态的停止制动装置可以在旋转或摆动运动期间接通。由此突然地中断旋转或摆动运动。这导致在旋转和/或摆动机构中的冲击并且由此导致在旋转和/或摆动机构中的磨损增加，并在最坏的情况下导致做业机械毁坏。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种设备，所述设备克服上述缺点，并且通过所述设备可以保证在做业机械的各种安装配置中即使在工作条件下依然安全且快速地制动旋转和/或摆动机构。另一个目的在于提供一种设备，通过所述设备保证在动态的制动装置失效时安全地制动旋转和/或摆动机构。
该目的通过权利要求1给出的特征来实现，特别是通过使动态的运行制动装置和/或静态的停止制动装置配设有至少一个传感器，所述传感器检测旋转和/或摆动机构的当前运动并且所述传感器与控制装置连接，所述控制装置识别动态的运行制动装置的操纵并且在旋转和/或摆动机构被持续地操纵时旋转和/或摆动机构持续地旋转和/或摆动运动的情况下触发静态的停止制动装置。
根据本发明，静态的停止制动装置经由控制装置可时控触发地构造。通过时控地触发静态的停止制动装置，可以逐步地降低旋转和/或摆动机构的动能，由此可以避免在做业机械上的构件损坏。在此设定：制动距离相对于通过动态的运行制动装置的制动不延长。由此，静态的停止制动装置可以相对于动态的运行制动装置用作用于制动旋转和/或摆动机构的真正的备选方案，并且在紧急情况下、例如在失效时，不受限制地承担所述动态的运行制动装置的功能。时频可以固定地或可变地(例如取决于转数、惯性力矩、整个机械配置等)构造，并且根据做业机械的类型优选通过测试技术求得。
在本发明的设备的另一种有利的实施方式中设定，静态的停止制动装置可以经由控制装置成比例地触发。此外设定，静态的停止制动装置可以经由控制装置定量地触发。
在旋转和/或摆动机构停机后，这也可以包括低于规定的最小转数的情况，设定：如果动态的运行制动装置保持操纵，则静态的停止制动装置持久地关闭。
根据本发明设定，用于检测旋转和/或摆动机构的旋转和/或摆动运动的传感器构造成转速表和/或构造成液压式流量传感器。根据应用情况，动态的制动装置的触发的反馈在通过静态的停止制动装置进行制动期间可以导致静态的停止制动装置的中断。此外，在误操作静态的停止制动装置时、例如在旋转和/或摆动机构旋转和/或摆动运动期间也能够实现安全的制动。
根据另一种有利的实施例，为了检测旋转和/或摆动运动而设定：传感器构造成加速传感器。这种传感器测量旋转和/或摆动机构的速度变化，并且可以——独立于车辆液压系统——作为纯粹的电子和/或电机的系统单元而配设给做业机械。
本发明的目的还在于提供用于控制根据权利要求1至8所述的设备的方法。该目的通过根据权利要求9所述的方法步骤实现，特别是通过：
a)利用所述静态的停止制动装置，以定量地制动做业机械的旋转和/或摆动机构，
b)借助于传感器检测所述旋转和/或摆动机构的旋转和/或摆动运动，
c)通过与所述传感器相连的控制装置，在旋转和/或摆动过程期间，在动态的运行制动装置被持续地操纵并且旋转和/或摆动运动持续进行时开始时控地触发用于所述旋转和/或摆动机构的静态的停止制动装置，
d)经由为所述做业机械配设的制动踏板和/或控制杆操纵所述静态的停止制动装置，
e)经由所述控制装置取决于转速地触发所述静态的停止制动装置，
f)在所述旋转和/或摆动机构完全停机时或在旋转机构的最小转速低于0.01至0.2转/分钟时，评估制动踏板位置和/或控制杆位置，以触发所述静态的停止制动装置并且持久地关闭所述静态的停止制动装置。
本发明的另一目的在于给出根据权利要求1至8之一项或多项所述的做业机械，其中，所述作业机械可以构造成移动式起重机或旋转平台。
附图说明
以下参考附图借助示例性的实施方式详细地说明本发明。在此：
图1示出控制系统的框图；
图2示出用于开式回路的液压系统的框图；
图3示出用于闭式回路的液压系统的框图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的设备10和该设备的用于动态的运行制动装置11及与之连接的执行机构11a以及静态的停止制动装置12及与之连接的执行机构16的操纵元件，各操纵元件的信号由在此构造成控制计算机13的控制装置检测。此外，控制计算机13经由传感器14检测旋转和/或摆动机构(两者均未示出)是否进行旋转运动。在此，控制计算机13必要时在考虑其他参数(如惯性力矩)的情况下评估由传感器14检测到的信号。如果在动态的运行制动装置11被操纵时，做业机械的旋转和/或摆动机构(两者均未示出)未如所设定的那样停机，则开始紧急制动。对此，用于静态的停止制动装置的执行机构16由控制计算机13触发。在此，这样地触发静态的停止制动装置的执行机构16，使得该执行机构以一定的时频关闭并再打开，直至旋转和/或摆动机构停机。
一旦传感器14将旋转和/或摆动机构的停机反馈给控制计算机13，所述控制计算机即经由执行机构持久地关闭静态的停止制动装置。只有当用户重置用于动态的运行制动装置11的操纵元件时，执行机构才再次打开静态的停止制动装置16。在此设定：用于旋转和/或摆动机构的静态的停止制动装置可以由用户经由相应的、用于静态的停止制动装置12的操纵元件重新关闭。
图2是在开式回路中用于使做业机械的旋转机构旋转的根据本发明的设备的液压系统的示意图。在此，泵15经由液压控制单元16向旋转机构马达17输送液压油，所述旋转机构马达由此被驱动并且经由传动装置18使做业机械的上部结构(未示出)旋转。液压控制单元16由电控制单元19触发并且预设旋转方向及转速。在旋转运动期间，在传动装置18中的静态的停止制动装置通过经由阀21打开泵20的控制压力而保持打开。
动态的制动过程由电控制单元19开始并且旋转机构马达17经由液压控制单元16制动。在动态的制动装置失灵时，由电控制单元19通过评估传感器14(在图1中)的信息而识别到该失灵。然后经由阀21开始紧急制动。电控制装置19以一定的时频开关阀21，从而在传动装置18中的静态的停止制动装置以所述时频打开和关闭。做业机械的上部结构由此被定量地且受控地制动。
图3是在闭式回路中的根据本发明的设备10的液压系统的框图的视图。
在此，用于旋转机构的调节泵22向旋转机构马达17输送液压油。由此驱动旋转机构马达17并且因此也驱动与旋转机构马达17有效连接的传动装置18。传动装置18又建立与做业机械的上部结构的形锁合并驱动所述上部结构。调节泵22经由电控制单元19触发并且预设旋转方向和转速。在这种配置中，传动装置18配设有静态的停止制动装置和动态的运行制动装置。两者可以被相互独立地触发。在旋转和/或摆动运动期间，在传动装置18中的静态的停止制动器通过经由阀21打开泵20的控制压力而保持打开。动态的制动过程由电控制单元19经由用于动态的运行制动装置的阀23而开始。在此泵20向阀23供给所需的控制压力。
动态的制动系统的失灵由电控制单元19通过传感器14(图1)的评估来检测。然后经由阀21开始紧急制动。电控制单元19以一定的时频开关阀21，从而在传动装置18中的静态的停止制动装置以所述时频打开和关闭，并且上部结构可以由此被定量地且受控制地制动。
附图标记列表
10  设备
11  操纵元件动态的运行制动装置
11a 执行机构动态的运行制动装置
12  操纵元件静态的停止制动装置
13  控制装置/控制计算机
14  传感器
15  泵
16  液压控制单元
17  旋转机构马达
18  传动装置
19  电控制单元
20  用于控制压力的泵
21  阀静态的停止制动装置
22  调节泵旋转机构、摆动机构
23  阀动态的运行制动装置

Claims (12)

1.一种用于制动做业机械的旋转和/或摆动机构的设备，具有：至少一个动态的运行制动装置，用于制动所述旋转和/或摆动机构的旋转和/或摆动运动；以及至少一个静态的停止制动装置，通过所述静态的停止制动装置，所述旋转和/或摆动机构能够在一个位置被锁定，
其特征在于，所述动态的运行制动装置和/或所述静态的停止制动装置(11a、16)配设有至少一个传感器(14)，所述传感器检测所述旋转和/或摆动机构的当前运动并且所述传感器(14)与控制装置(13、19)连接，所述控制装置识别所述动态的运行制动装置(11、11a)的操纵并且在动态的运行制动装置(11a)被持续地操纵时旋转和/或摆动机构持续地旋转和/或摆动运动的情况下触发所述静态的停止制动装置(16)。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述静态的停止制动装置(16)经由所述控制装置(13、19)被可时控触发地构造。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述静态的停止制动装置(16)经由所述控制装置(13、19)被可成比例触发地构造。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述静态的停止制动装置(16)经由所述控制装置(13、19)被可定量触发地构造。
5.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，用于检测所述旋转和/或摆动机构的旋转和/或摆动运动的传感器(14)构造成转速表和/或构造成液压式流量传感器。
6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，通过所述控制装置(13、19)触发的静态的停止制动装置(16)的时频被固定地或可变地构造。
7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，如果所述动态的运行制动装置(11a)被持续地操纵，则所述静态的停止制动装置(16)在所述旋转和/或摆动机构停机后持久地保持关闭。
8.根据权利要求1至7之一项或多项所述的设备，其特征在于，如果所述动态的运行制动装置(11a)保持操纵，则在低于所述旋转和/或摆动机构的最小转数时，所述静态的停止制动装置(16)持久地关闭。
9.一种用于控制根据权利要求1至8所述的设备的方法，其特征在于以下方法步骤：
a)利用所述静态的停止制动装置，以定量地制动做业机械的旋转和/或摆动机构，
b)借助于传感器检测所述旋转和/或摆动机构的旋转和/或摆动运动，
c)通过与所述传感器相连的控制装置，在旋转和/或摆动过程期间，在所述动态的运行制动装置被持续地操纵并且旋转和/或摆动运动持续时开始时控地触发用于所述旋转和/或摆动机构的静态的停止制动装置，
d)经由为所述做业机械配设的制动踏板和/或控制杆操纵所述静态的停止制动装置，
e)经由所述控制装置取决于转速地触发所述静态的停止制动装置，
f)在所述旋转和/或摆动机构完全停机时或在所述旋转机构的最小转速低于0.01至0.2转/分钟时，评估制动踏板位置和/或控制杆位置，以触发所述静态的停止制动装置并且持久地关闭所述静态的停止制动装置。
10.根据权利要求1至8之一项或多项所述的做业机械，其特征在于，所述做业机械是具有可旋转的上部结构的做业机械。
11.根据权利要求10所述的做业机械，其特征在于，所述做业机械是移动式起重机。
12.根据权利要求10所述的做业机械，其特征在于，所述做业机械是旋转平台。
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