CS240033B1

CS240033B1 - Connection for braking or protection of hydraulic drive

Info

Publication number: CS240033B1
Application number: CS653084A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Suchy
Original assignee: Jaroslav Suchy
Priority date: 1984-08-30
Filing date: 1984-08-30
Publication date: 1986-02-13

Abstract

Řeší se akumulace energie při brzdění a jištění faydromotoru, například hydromotoru otoče otočného svršku hydraulického zemního stroje, kde dosud měřená energie při brzdění či jištění hydromotoru se akumuluje. Okruh brzděni či jištění hydromotoru (5) je veden od rozvaděče (2) k hydromotoru (5) a k paralelně napojeným pojistným ventilům (6, 6) hydromotoru. Hydromotor (5)je oběma větvemi napojen přes paralelně napojené zpětné ventily (5, 5*) nasávání na nádrž. Do okruhu pohonu hydromotoru (5) je na vstupní větev od hydrogenerátoru (1) k rozvaděči (2) vřazen zpětný ventil (4), kde úsek za zpětným ventilem (4), před vstupem k rozvaděči (2) je paralelně napojen přes druhý zpětný ventil (8) na výstup pojistných ventilů (6, 6') hydromotoru (5). Odpad řidiči části pojistných ventilů (6, 6') je napojen na nádrž. Na úsek mezi druhý zpětný ventil (8) a výstup pojistných ventilů (6, 6') je paralelně napojen hydraulický akumulátor (9) a pojistný ventil, kde výstup z pojistného ventilu (7) je napojen na nádrž.The energy accumulation during braking and securing of a hydraulic motor is solved, for example, a hydraulic motor of a rotating upper part of a hydraulic earthmoving machine, where the previously measured energy during braking or securing of the hydraulic motor is accumulated. The braking or securing circuit of the hydraulic motor (5) is led from the distributor (2) to the hydraulic motor (5) and to the parallel-connected safety valves (6, 6) of the hydraulic motor. The hydraulic motor (5) is connected by both branches via parallel-connected check valves (5, 5*) of the suction to the tank. A check valve (4) is inserted into the hydraulic motor drive circuit (5) on the input branch from the hydrogen generator (1) to the distributor (2), where the section after the check valve (4), before the input to the distributor (2) is connected in parallel via the second check valve (8) to the output of the safety valves (6, 6') of the hydraulic motor (5). The waste of the driver part of the safety valves (6, 6') is connected to the tank. A hydraulic accumulator (9) and a safety valve are connected in parallel to the section between the second check valve (8) and the outlet of the safety valves (6, 6'), where the outlet of the safety valve (7) is connected to the tank.

Description

Vynález se týká zapojení pro brzdění či jištění hydraulického pohonu, například u zemního stroje.The invention relates to a circuit for braking or locking a hydraulic drive, for example in an earth moving machine.

U dosud známých zemních strojů, například u hydraulických rýpadel, se například pro brzdění otočného svršku používá buň mechanická) nebo hydraulická brzda.In known earth-moving machines, for example hydraulic excavators, a mechanical cell or a hydraulic brake is used, for example, to brake the rotating superstructure.

Nevýhodou mechanické i hydraulické brzdy je, že brzděný výkon se mění bez užitku v teplo, které je nutno odvádět. Rovněž při rozběhu hydromotoru otoče vznikají tlakové špičky, které jsou zachycovány pojistnými ventily a mění se v teplo, které je nutno odvádět chlazením hydraulického oleje.The disadvantage of both mechanical and hydraulic brakes is that the braked power is converted into heat to no avail. Also, when the rotary motor is started, pressure peaks are generated, which are trapped by the safety valves and turn into heat, which must be dissipated by cooling the hydraulic oil.

Nevýhodou mechanické brzdy navíc je velký zástavbový prostor a možnost vzniku velkých špiček točivého momentu náslekem možnosti brzdění a současného zapnutí protipohybu hydraulického pohonu, čímž může dojít k poškození pohonu otoče.The disadvantage of the mechanical brake is the large installation space and the possibility of generating large torque peaks by braking and simultaneously switching on the counter-movement of the hydraulic drive, which can damage the rotary drive.

Výše uvedené nevýhody odstraňuje zapojení pro brzdění či jištění hydraulického pohonu, například u zemního stroje, podle vynálezu, kde příslušný pohon sestává z okruhu pohonu hydromotoru a okruhu brzdění či jištění hydromotoru, kde okruh pohonu hydromotoru je veden od hydrogenerátoru přes rozvaděč k hydromotoru, kde rozvaděč je ve střední poloze na vstupu i výstupu uzavřen, nebo na výstupu propojen přes uzavírací prvek, přičemž okruh brzdění či jištění hydromotoru je veden od rozvaděče k hydromotoru a k paralelně napojeným pojistným ventilům hydromotoru, přičemž hydromotor je oběma větvemi napojen přes paralelně napojené zpětné ventily nasávání na nádrž. Podstatou vynálezu je, že do okruhu pohonu hydromotoru je na vstupní větev od hydrogenerátoru k rozvaděči vřazenThe above-mentioned disadvantages eliminate the circuit for braking or protecting the hydraulic drive, for example in an earth moving machine according to the invention, where the respective drive consists of a hydraulic motor drive circuit and a hydraulic motor braking circuit, where the hydraulic motor drive circuit is routed from the generator through the distributor to the hydraulic motor; is in the middle position at the inlet and outlet closed or at the outlet connected through a closing element, the circuit of braking or protection of the hydraulic motor is led from the distributor to the hydraulic motor and parallel connected safety valves of the hydraulic motor. tank. The essence of the invention is that the inlet of the hydraulic motor is connected to the inlet branch from the

240 033 zpětný ventil, kde úsek za zpětným ventilem, před vstupem k rozvaděči je paralelně napojen přes druhý zpětný ventil na výstup pojistných ventilů okruhu brzdění či jištění hydromotoru. Odpad řídící části pojistných ventilů je napojen na nádrž. Na úsek mezi druhý zpětný ventil a výstup obou pojistných ventilů je paralelně napojen hydraulický akumulátor a pojistný ventil, kde výstup z pojistného ventilu je napojen na nádrž.240 033 check valve, where the section after the check valve, before entering the switchboard, is connected in parallel via the second check valve to the output of the safety valves of the braking or protection circuit of the hydraulic motor. The waste of the safety valve control part is connected to the tank. A hydraulic accumulator and a relief valve are connected in parallel to the section between the second non-return valve and the outlet of both relief valves, where the outlet of the relief valve is connected to the tank.

Rozvaděč je šesticestný a má ve střední poloze průchozí větev. V okruhu brzdění či jištění, za zpětnými ventily nasávání, v úseku paralelně napojených větví pojistných ventilů jé před jeden z pojistných ventilů vřazen šestý zpětný ventil, kde úsek za šestým zpětným ventilem je před vstupem k příslušnému pojistnému ventilu paralelně napojen přes třetí zpětný ventil na průchozí větev rozvaděče. Úsek za šestým zpětným ventilem před vstupem k příslušnému pojistnému ventilu je paralel ně napojen přes čtvrtý zpětný ventil na brzdící či jistící okruh dalšího hydraulického pohonu. Na úsek mezi druhý zpětný ventil a výstupy pojistných ventilů je paralelně napojen přes pátý zpětný ventil další okruh hydraulického pohonu či spotřebiče.The switchboard is six-way and has a through branch in the middle position. In the braking circuit, downstream of the intake check valves, in the section of the parallel relief valve branches, a sixth non-return valve is installed upstream of one of the relief valves, where the section downstream of the sixth non-return valve is connected in parallel through the third non-return valve to switchboard branch. The section downstream of the sixth non-return valve before entering the associated safety valve is connected in parallel via the fourth non-return valve to the braking or protection circuit of another hydraulic drive. Another circuit of the hydraulic drive or consumer is connected in parallel to the section between the second non-return valve and the safety valve outlets via the fifth non-return valve.

Výhody zapojení podle vynálezu spočívají v tom, že při brzdění nebo jištění se větší část této energie akumuluje. Další výhodou je, že je akumulována i energie tlakových špiček vzniklých při rozběhu hydromotoru. Akumulovaná energie se při následném rozběhu hydromotoru využije, čímž se zvýší dodávané množství tlakové kapaliny k hydromotoru, čímž se zkrátí doba rozběhu hydromotoru, nebo při zachování původní doby rozběhu hydromotoru lze volit hydromotor menšího výkonu.The advantages of the circuitry according to the invention are that a greater part of this energy is stored during braking or locking. Another advantage is that the energy of pressure peaks generated during start-up of the hydraulic motor is also accumulated. The accumulated energy is used in the subsequent start-up of the hydraulic motor, which increases the supply of pressure liquid to the hydraulic motor, thus reducing the start-up time of the hydraulic motor, or while maintaining the original start-up time of the hydraulic motor.

Další výhodou je, že při brzdění či jištění se množství odváděného tepla chladičem oleje sníží o akumulovanou část energie. Další výhodou je, že pojistné ventily okruhu brzdění či jištění současně jistí i hydrogenerátor, pro nějž není nutný samostatný pojistný ventil. Další výhodou zapojení podle vynálezu je možnost zvýšeného nabití akumulátoru, neboí lze akumulovat i tlakové špičky další sekce jak od vlastního pohonu hydrogenerátoru, tak i od případných sekcí dalších napojených hydrogenerátorů. Akumulovanou energii lze rovněžAnother advantage is that the amount of heat dissipated by the oil cooler is reduced by the stored energy during braking. A further advantage is that the safety valves of the braking or protection circuit also provide a hydraulic pump for which a separate safety valve is not required. A further advantage of the connection according to the invention is the possibility of an increased charge of the accumulator, since the pressure peaks of another section can be accumulated both from the drive of the pump itself and from possible sections of other connected pumps. Accumulated energy can also be used

240 033 využít nejen pro vlastní pohon, ale i pro případný další pohon napojený na hydraulický akumulátor.240 033 can be used not only for its own drive, but also for any other drive connected to the hydraulic accumulator.

Zapojenímpodle vynálezu jsou zachovány všechny výhody hydraulické brzdy oproti mechanické, například zmenšení zástavbového prostoru, jakož i zachování stejných maximálních momentů pohonu při rozběhu i brzdění.By engaging in accordance with the invention, all the advantages of a hydraulic brake over a mechanical one are maintained, for example reducing the installation space, as well as maintaining the same maximum drive torques during start-up and braking.

Na výkresu je v příkladném provedení schematicky znázorněno zapojení pro brzdění či jištění hydraulického pohonu podle vynálezu, například pohonu otoče s hydraulickou brzdou s akumulováním brzděné či jištěné energie do hydraulického akumulátoru.In the drawing, an exemplary embodiment schematically illustrates a circuit for braking or securing a hydraulic drive according to the invention, for example a rotary drive with a hydraulic brake with accumulation of braked or secured energy in a hydraulic accumulator.

Zapojení pro brzdění či jištění hydraulického pohonu sestává z okruhu pohonu hydromoturu 2 ^a okruhu brzdění či jištění hydromotoru 2·The circuit for braking or locking the hydraulic drive consists of the hydraulic motor drive circuit 2 ^and the hydraulic motor braking circuit or protection 2 ·

Okruh pohonu hydromotoru 2 veden od hydrogenerátoru χ přes rozvaděč 2 k hydromotoru 2· Rozvaděč 2 je ve střední poloze na vstupu i výstupu uzavřen nebo na výstupu k hydromotoru 2 je přes uzavírací prvek propojen (nezakresleno).Circuit of the drive of the hydraulic motor 2 leads from the pump χ through the distributor 2 to the hydraulic motor 2 · The distributor 2 is closed in the middle position at the inlet and outlet or at the outlet to the hydraulic motor 2 is connected (not shown).

Okruh brzdění či jištění hydromotoru 2 3^e veden od rozvaděče 2 k hydromotoru 2, na jehož každou větev je paralelně napojen jeden z pojistných ventilů 6, 6* hydromotoru 2, přičemž hydromotor 2 3^θ oběma větvemi napojen přes paralelně napojené zpětné ventily 2» 5* nasávání na nádrž.Circuit braking or locking of the hydraulic motor 2 3 ^e fed from the manifold 2 to the hydraulic motor 2 in which each branch is connected in parallel to one of the safety valves 6, 6 of the hydraulic motor 2, wherein the hydraulic motor 2 3 ^θ two branches connected across the parallel connected check valves 2 »5 * suction on the tank.

Na vstupní větev od hydrogenerátoru χ k rozvaděči 2 je vřazen zpětný ventil χ. Úsek za zpětným ventilem χ před vstupem k rozvaděči 2 je paralelně napojen přes druhý zpětný ventil 8 na výstup obou pojistných ventilů 6, 6* okruhu brzdění či jištění hydromotoru 2· Oůpad řídící části pojistných ventilů 6.6» je napojen na nádrž. Na úsek mezi druhý zpětný ventil 8 a výstup obou pojistných ventilů 6, 6^y je paralelně napojen hydraulický akumulátor 2 ^a pojistný ventil χ. Výstup z pojistného ventilu χ je napojen na nádrž.A check valve χ is connected to the inlet branch from the pump χ to the distributor 2. The section behind the non-return valve χ before the inlet to the distributor 2 is connected in parallel via the second non-return valve 8 to the outlet of both safety valves 6, 6 * of the braking or hydraulic circuit 2. A hydraulic accumulator 2 ^{and a} safety valve χ are connected in parallel to the section between the second check valve 8 and the output of both safety valves 6, 6 ^y . The output of the safety valve χ is connected to the tank.

V příkladném provedení je rozvaděč 2 šestioestný a má ve střední poloze průchozí větev χχ, například pro ovládání čelisíové lopaty hydraulického zemního stroje nebo otáčení drapáku a podobně. V okruhu brzdění či jištění, za zpětnými ventily 2» 5* nasávání, v úseku paralelně napojených větví po4In an exemplary embodiment, the distributor 2 is six-way and has a through branch χχ in the middle position, for example, to control the jaw bucket of a hydraulic earth moving machine or to rotate the grab and the like. In the braking or protection circuit, downstream of the 2 »5 * suction check valves, in the parallel section of po4

240 033 jistných ventilů 6, 6*. je před jeden a pojistných ventilů 6,6» vřazen šestý zpětný ventil 13» Úsek za šestým zpětným ventilem 13. před vstupem k příslušnému pojistnému ventilu 6, 6*_rje paralelně napojen přes třetí zpětný ventil 10 na průchozí větev rozvaděče 2»240 033 certain valves 6, 6 *. a sixth non-return valve 13 is inserted in front of one and the safety valves 6.6 »the section after the sixth non-return valve 13 is connected _in parallel via the third non-return valve 10 to the through branch of the distributor 2 before entering the respective safety valve 6, 6 *

V dalším příkladném provedení je úsek za šestým zpětným ventilem 13 před vstupem k příslušnému pojistnému ventilu 6, 6*« paralelně napojen přes čtvrtý zpětný ventil 11 na brzdicí či jistící okruh dalšího hydraulického pohonu, například pohonu zdvihu výložníku hydraulického zemního stroje.In another exemplary embodiment, the section downstream of the six-way check valve 13 is connected in parallel via the fourth check valve 11 to the braking circuit of another hydraulic drive, such as a boom lift of a hydraulic earth moving machine, before entering the respective safety valve 6, 6 '.

V dalším příkladném provedení je na úsek mezi druhý zpětný ventil 8 a výstupy pojistných ventilů 6, ,6» paralelně napojen přes pátý zpětný ventil 12 další okruh hydraulického pohonu Či spotřebiče, kterým je například hydromotor zdvihu výložníku hydraulického zemního stroje.In a further exemplary embodiment, another circuit of the hydraulic actuator or consumer, such as a hydraulic earthmover stroke hydraulic motor, is connected in parallel to the section between the second non-return valve 8 and the outlets of the safety valves 6, 6 '.

Při přestavení rozvaděče 2 do jedné z krajních poloh, proudí tlaková kapalina od hydrogenerátoru 1_ přes zpětný ventil 4 a rozvaděč 2 k hydromotoru 2· £ři vzniku tlakových špiček vyšších než hodnota nastavení pojistných ventilů 6, 6*. například při rozběhu hydromotoru 2» proudí část tlakové kapaliny okruhu brzdění či jištění, podle smyslu otáčení hydromotoru 2» přes jeden z pojistných ventilů 6, 6* a plní hydraulický akumulátor 2· řo částečném rozběhu hydromotoru 2» kdy poklesl tlak hydraulické kapaliny na hodnotu stejnou a menší než tlak nabití hydraulického akumulátoru 2» počne proudit tlaková kapalina z hydraulického akumulátoru 2 přes druhý zpětný ventil 8 do vstupní větve od hydrogenerátoru 1 k rozvaděči 2 čímž zvyšuje dodávku tlakové kapaliny k hydromotoru 2 ^až do vyprázdnění hydraulického akumulátoru 2 ^na počáteční plnící tlak.When the manifold 2 is moved to one of its extreme positions, the pressurized fluid flows from the pump 7 through the check valve 4 and the manifold 2 to the hydraulic motor 24 at pressure peaks higher than the setting value of the safety valves 6, 6 '. for example, when the hydraulic motor 2 »starts, a part of the pressure fluid flows through the braking circuit, depending on the direction of rotation of the hydraulic motor 2» through one of the safety valves 6, 6 * and fills the hydraulic accumulator 2. and less than the pressure of charging the accumulator 2 »starts to flow the pressure fluid from the accumulator 2 through the second check valve 8 to the input branch of the pump 1 to the cabinet 2 thus increasing the supply of pressurized fluid to the hydraulic motor 2 ^and F to empty the accumulator 2 ^{to the} initial filling pressure .

Při následném přestavení rozvaděče 2 do střední polohy je průtok obou větví od rozvaděče 2 k hydromotoru 2 přerušen. Otočný svršek však vlastní kinetickou energií pohání hydromotor 2, který nyní pracuje jako hydrogenerátor a nasává hydraulickou vWhen the distributor 2 is subsequently moved to the middle position, the flow of both branches from the distributor 2 to the hydraulic motor 2 is interrupted. However, the rotating upper is driven by its own kinetic energy, the hydraulic motor 2, which now works as a hydrogen generator and draws in the hydraulic

kapalinu z nádrže přes jeden ze zpětných ventilů 2» 5* nasávání, podle smyslu otáčení hydromotoru 2 ^a vytlačuje ji při » překročení tlaku přes příslušný pojistný ventil 6, 6* do hy5liquid from the tank via one of the non-return valves 2 »5 * suction, according to the sense of rotation of the hydraulic motor 2, ^and displaces it when the pressure is exceeded via the respective safety valve 6, 6 * into hy5

240 033 draulického akumulátoru 2 až do doby zastavení otáčení otočného svršku od vlastní kinetické energie. Maximální brzdný i roz běhový moment je dán nastavením pojistných ventilů 6, 6*. Každý z pojistných ventilů 6, 6* je nastaven na stejnou pojistnou hodnotu jako pojistný ventil 2· Eři naplnění hydraulického aku mulatoru na hodnotu nastavenou pojistným ventilem 2 přestane se hydraulický akumulátor nabíjet a tlaková kapalina počne proudit přes pojistný ventil 2 ůo nádrže. Tím je hydraulický akumulátor £ maximálně naplněn a připraven k použití při dalším pracovním cyklu po přestavení rozvaděče 2 do jedné z krajních poloh. Při seřízení pojistných ventilů 6, 6*, například na 32 MPa, a při průměrném naplnění hydraulického akumulátoru 2,například na 24 MPa při pracovním cyklu, akumuluje se asi 75 % brzděné energie procházející přes příslušný pojistný ventil 6, 6*.240 033 of the hydraulic accumulator 2 until the rotation of the rotary upper is stopped from its kinetic energy. The maximum braking and starting torque is given by the setting of safety valves 6, 6 *. Each of the safety valves 6, 6 * is set to the same safety value as the safety valve 2 · Even when the hydraulic accumulator is filled to the value set by the safety valve 2, the hydraulic accumulator stops charging and the pressure fluid starts flowing through the safety valve 2 oo. As a result, the hydraulic accumulator 8 is fully filled and ready for use in the next operating cycle after the switchgear 2 has been moved to one of its extreme positions. When the safety valves 6, 6 * are adjusted, for example to 32 MPa, and the average filling of the hydraulic accumulator 2, for example 24 MPa during a duty cycle, approximately 75% of the braked energy passing through the respective safety valve 6, 6 * accumulates.

Při přestavení rozvaděče 2 do střední polohy, kdy rozvaděč 2 je šesticestný, kdy výkon hydrogenerátoru 2 je průchozí větví 14 využíván pro další potřeby, například k pohonu ovládání čelisíové lopaty, tak i při tlakových špičkách tohoto pohonu, větších, než je hodnota nastavená pojistnými ventily 6, 6». se přes třetí zpětný ventil 10 a příslušný pojistný ventil 6, 6* nabíjí hydraulický akumulátor 2· Stejně tak může být akumulována energie tlakových špiček i dalších okruhů brzdění či jištění hydraulických pohonů napojených na tento okruh přes čtvr tý zpětný ventil 11. Tlaková energie z hydraulického akumulátorůlmůže být rovněž využita pro další okruhy pohonu přes pátý zpětný ventil 12. například pro zdvih výložníku.When the distributor 2 is moved to the middle position, the distributor 2 is six-way, when the power of the generator 2 is used by the passageway 14 for other needs, for example to drive the jaw bucket, as well as the pressure peaks of this drive greater than the safety valve 6, 6 ». The hydraulic accumulator 2 is charged via the third check valve 10 and the associated safety valve 6, 6 *. Likewise, the energy of the pressure peaks and other braking or protection circuits connected to this circuit via the fourth check valve 11 can be accumulated. The accumulator can also be used for other actuator circuits via the fifth non-return valve 12, for example, for the boom stroke.

Předmět vynálezu lze využít všude tam, kde je požadavek nakumulování q^yužívání energie při brzdění a jištění hydromotoru, čímž se dosáhne vyšších provozních parametrů stroje, jakož i snížení spotřeby pohonných hmot.The present invention can be used wherever there is a requirement for accumulation of energy in braking and protecting the hydraulic motor, thereby achieving higher operating parameters of the machine as well as reducing fuel consumption.

Claims

SUBJECT

OF THE INVENTION

240 033

1. Wiring for braking or fusing a hydraulic drive, for example, for an earth moving machine, where the relevant drive consists of a hydraulic motor drive circuit and a hydraulic motor braking or protection circuit, where the hydraulic motor drive circuit is routed from the generator to the hydraulic motor; the inlet and outlet are closed or connected to the outlet via a closing element, the braking circuit of the hydraulic motor being led from the distributor to the hydraulic motor and to the parallel connected hydraulic safety valves, the hydraulic motor being connected by both branches via parallel connected that a non-return valve (4) is provided in the hydraulic motor drive circuit (3) on the inlet branch from the generator (1) to the distributor (2), where the section after the non-return valve (4) before the inlet to the distributor (2) valve (8) for safety valve outlet (6, 6 *) dist the braking or protection of the hydraulic motor (3), wherein the waste of the control part of the safety valves (6, 6 *) is connected to the tank, the hydraulic connection to the section between the second check valve (8) and the outlet of the safety valves (6, 6 ') accumulator (9) and safety valve (7), where the output of the safety valve (7) is connected to the tank ·

Connection according to Claim 1, characterized in that the distributor (2) is six-way and has a through-flow branch (14) in the middle position, with a parallel section in the braking circuit, behind the suction check valves (5, 5 *). connected to the safety valve branches (6, 6 '), a sixth non-return valve (13) is inserted in front of one of the safety valves (6, 6 *), where the section after the sixth non-return valve (13) 6 '), is connected in parallel via a third check valve (10) to the through branch (14) of the switchboard (2).

Connection according to Claim 1, 2, characterized in that the section behind the six-way non-return valve (13), before entering the respective safety valve (6, 6 '), is connected in parallel via the fourth non-return valve (11) to the brake circuit of another hydraulic drive.

240 033

Connection according to claim 1, 2, 3, characterized in that a further hydraulic drive circuit is connected in parallel to the section between the second non-return valve (8) and the relief valve outlets (6, 6 ') via the fifth non-return valve (12). appliances.