DD143642B1 - Hydraulische schaltungsanordnung einer lenkverriegelung zur stabilisierung der fahrtrichtung - Google Patents

Description

Titel der Erfindung

Hydraulische Scheitungsanordnung einer Lenkverriegelung zur Stabilisierung der Fahrtrichtung

' Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Schaltungsanordnung einer Lenkverriegelung zur Stabilisierung der Fahrtrichtung von Drehschelmellenkungen, insbesondere bei Raupenfahrwerken von Tagebaugroßgoräten.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die Raupenfahrwerke werden durch Elektromotoren über Getriebe einzeln angetrieben. Verfahren wird das Tagebaugroßgerät, beispielsweise eine komplette Antriebsstation mit ihrem Leitstand, den Gerüstfeldern usw. beim Transport bzw. beim Rücken vor Ort durch alle vier Raupenfahrwerke. Die Lenkung erfolgt bei Stillstand der Antriebsstation, Hierbei wird der Lenkungseinschlag durch gegenläufiges Fahren der beiden hinteren, an der als Lenkschwinge ausgebildeten Pendelseite angeordneten Raupenfahrwerke erzielt. Infolge unterschiedlicher Bodenverhältnisse, durch die auch die Raupenfahrwerke mit unterschiedlichen Kräften belastet werden, und durch die leistungs- und belastungsabhäragigen Drehzahlabweichungen der Roupenfahrwerksmotoren kommt es beim. Verfahren der Antriebsstation ständig zu

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unerwünschtem Einschwenken der Lenkschwinge und damit zu unkontrollierbaren Abweichungen von der vorgesehenen Fahrbewegung "Geradeausfahrt" bzw. "Kurvenfahrt" entsprechend dem Gleisverlauf., Die Fahrbewegungen müssen dann- immer wieder unterbrochen und der Lenkungseinschlag bei stillgesetzter Antriebsstation in Richtung der Bandachse korrigiert werden. Eine möglichst spurtreue Geradeausfahrt bzw. Kurvenfahrt entsprechend dem Radius der Gleisanlage kann somit nicht gewährleistet werden.

Insbesondere bei geringem Abstand zwischen den Raupenfahrwerken und der Gleisanlage ist diese spu'rtreue Fahrt beim Rückvorgang der Antriebsstation vor Ort jedoch unerläßlich, denn neben den erheblichen Arbeitszeitverlusten durch das wiederholte Stillsetzen der Fahrantriebe und die erforderlichen Lenkeinschlagkorrekturen in Richtung der Bandachse können Beschädigungen an der Gleis- und Bandanlage nicht vermieden werden. Die dann notwendigen Reparaturarbeiten an der Gleis- bzw. Bandanlage verursachen wiederum Zeitverluste, Kosten und Förderausfall.

Nach der DE-AS 2 153 492 ist eine Transportvorrichtung für schwere Tagebaugeräte ohne eigene Fahrwerke bekannt, bei der die einzelnen Raupenfahrwerke der Transportvorrichtung zum Bewegen und Transportieren an dos auf Pontons angesetzte Togebaugerät angeschlossen werden. Hierbei ist für mehrere Großgeräte nur eine Transportvorrichtung mit drei bis vier Raupenfahrwerken erforderlich, wobei jedes dieser Fahrwerke eine eigene Hydraulikanlage besitzt. Zur erforderlichen Lageänderung des Tagebaugerätes werden die Raupen fahrwerke vom Boden gehoben, jedes Fahrwerk durch einen doppeltwirkenden Schwenkzylinder in die gewünschte Lage eingeschwenkt, die Fahrwerke abgesetzt, das Gerät hydraulisch angehoben und anschließend mittels der Raupenantriebe fortbewegt.

Oeder Schwenkzylinder und damit jeder Schwenkarm bzw. jedes Raupenfahrwerk werden hierbei einzeln in der Weise blockiert, daß eine Verbindungoleitung zwischen kolben- und kolbenstangenseitigen Zylinderraum des Schwenkzylinders durch ein Ventil, stellbar über einen Hydraulikzylinder mit Federrückführung gesperrt ist. Bei Drucküberlastung in einem der beiden Zylinderräume infolge zu großer Becchleunigungs- bzw. Verzögerungskräfte wird dos Ventil vom Flüssigkeitsdruck, der über Leitungen und ein Dreiwege-Rückschlagventil auf den hydraulischen Stellzylinder wirkt, geöffnet und damit die Verbindung zwischen den beiden Zylinderseiten freigegeben, d. h. die Blockierung aufgehoben, wobei das Drucköl von einem zum anderen Zylinderraum verdrängt wird.

Diese Geräteausführung ist jedoch nur dann ökonomisch von Vorteil, wenn in einem Tagebau mindestens drei bis vier Tagebaugeräte gleicher Größenordnung eingesetzt sind. Weiterhin ist hierbei von Nachteil, daß bei der Aufhebung der Blockierung der beiden Zylinderr&ume eines Schwenkzylinder bei Drucküberlastung, bedingt durch die unterschiedlichen Kolbenflächen bzw. Hubvolumen des doppeltwirkenden Schwenkzylinders unterschiedliche Volumen verdrängt werden bzw« aufzunehmen sind, und diese Differenzölmenge weder abgeführt noch ergänzt werden kann.

Ziel der Erfindung

Mit der Erfindung soll eine spurtreue Geradeausf.ahrt oder Kurvenfahrt von auf Raupenfahrwerken verfahrbaren Tagebaugroßgeräten ermöglicht werden.

Darlegung des V/esens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Schaltungsanordnung einer Lenkverriegelung zur Stabilisierung der Fahrtrichtung zu schaffen, durch.die eine möglichst spurtreue Geradeausfohrt, bzw. nach Lenkstellungs· einschlag auf den Kurvepradiuc der Gleis- bzw. Bandanlage auch eine möglichst spurtreue Kurvenfahrt beim Rücken vor Ort gewährleistet werden kann, wobei die Lenkverriegelung gegen Oberlastungen geschützt ist. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß.an der Pendelseite eines Tagebaugroßgerätes in bekannter Weise zwei parallel angeordnete hydraulische doppeltwirkende Arbeitszylinder zylinderseitig am Oberbau des Gerätes und kolbenstangenseitig an einer Lenkschwinge zu beiden Seiten des Lenk-Schwingendrehpunktes angelenkt, die kolben- und kolbenstangenseitigen Zylinderräume der beiden Arbeitszylinder durch Leitungen verbunden sind und in diese Leitungen ein elektromagnetisch stellbares Zweistellungswegeventil geschaltet ist. Die kolben-- bzw. kolbenstangenseitigen Zylinderräume sind durch eine "Fest"-"Lose"-Schaltung entsprechend den Erfordernissen beim Lenken verbunden, so daß die Arbeitszylinder zwanglos den Lenkbewegungen folgen können, oder blockiert sind, wodurch eine spurtreue Geradeausfahrt bzw. Kurvenfahrt entsprechend dem auf den Radius der Gleis- bzw. Bandanlage abgestimmten Lenkungseinschlag beim Rücken der Antriebsstation gewährleiste t wird. Weiterhin wird dies dadurch erreicht, daß bei Schaltstellung "Fest" des Wegeventils, d. h. bei blockierten Arbeitszylindern, die kolben- bzw. Kolbenstangenseitigen Zylinderräume durch je ein Schockventil, ablaufdruckentlastete Druckbegrenzungsventile, gegen Überlastung gosichert sind, wobei der Druck im jeweils überlasteten Arbeitszylinderraum über je ein Wechselventil mit "Oder"' Funktion bzw. über Rüchschlagventile am jeweils zugeordneten Druckbegrenzungs-

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ventil anliegt und nach offnen des Ventiles das Ablauföl über Rückschlagventile in den gleichen Zylinderraum des zweiten nicht überlasteten Arbeitszylinders abgesteuert wird«, Außerdem wird dies dadurch erreicht, daß der Leckölanfall in den Wege- und Druckbegrenzungsventilen durch den Förderstrom einer von einem Motor angetriebenen Hydraulikpumpe, der über je zwei Rückschlagventile in die Druckleitungen zu den kolben- bzw. kolbenstangenseitigen Zylinderräume der beiden Arbeitszylinder, zwischen dem Wegeventil und den Arbeitszylindern, während des Betriebes einspeist, ergänzt wird, wobei der Einspeisedruck durch ein Druckbegrenzungsventil abgesichert ist.

Ausf üh rung sbeijsp ie I

Die hydraulische Schaltungsanordnung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: Eine Seitenansicht eines lenkbaren Raupenpaares Fig. 2:,Die Draufsicht

Fig. 3: Schaltungsanordnung einer Lenkverriegelung zur

Stabilisierung der Fahrtrichtung der Raupenfahrwerke einer längsverfahrbaren Antriebsstation .

Vier Raupen einer längsverfahrbaren Antriebsstation sind paarweise in Längsrichtung an Anschlußpunkten 2 angeordnet. Das hintere Raupenpaar, bestehend aus den Raupen 3; 4, ist einmal gelenkig und einmal fest an einer Lenkschwinge 5 befestigt, wobei sich die Lonkschwinge 5 mittig auf einem als Kugel ausgebildeten Drehpunkt 6 abstützt und so die Lenkbeivegungen des hinteren Raupenpaares ermöglicht. Die Lenkbewegungen für

eine beschränkte Kurvenfahrt der AntriebsGt8tion zu Transportzvvecken bzw. beim Rücken vor Ort zur Korrektur in Richtung der Bandachse erfolgt vorzugsweise im Stand durch gegenläufiges Betätigen der Raupenantriebe der hinteren Raupen 3; 4. Zur Stabilisierung· der Göradeausfohrt, insbesondere einer spurtreuen Fahrt beim Rücken vor Ort in Richtung der Bandachse, sind zwei doppeltwirkende Arbeitszylinder 7; 8 zylindcrseitig am Stahlbau 9 der Antriebsstation 1 und kolbenstangenseitig an der Lenkschwinge 5 symmetrisch zu ihrem Drehpunkt 6 angeordnet. Beim Fahren einer Linkskurve wird der Antrieb der Raupe 3 auf "Vorwärtsfahrt" und der Antrieb der Raupe 4 auf "Rückwärtsfahrt" geschalten, so daß die Lenkschwinge 5 durch das gegenläufige Fahren des hinteren Raupenpaares um den als Kugel ausgebildeten Drehpunkt 6 den zum Fahren der Linkskurve erforderlichen Rechtseinschlag ausführt. Hierbei werden Kolbenstange 10 mit Kolben 11 des Arbeitszylinders 7 ausgezogen, sowie Kolbenstange 12 mit Kolben 13 des Arbeitszylinders 8 eingeschoben.

Ober an die kolbenseitigen Zyliriderräume 14; 15, sowie an die kolbenstangenseitigen Zylinderräume 16; 17 der Arbeitszylinder 7; 8 angeschlossenen Leitungen 18; 19 bzw. 20; 21, in die ein elektromagnetisch stellbares Zvveistellungs-VVegeventil 22 geschalten ist, werden boi einem stromführenden Elektromagneten 23 und damit in Schaltstellung I verstellter Steuereinheit 24 die kolbenstangenseitigen Zylinderräume 16; 17, sowie die kolbenseitigen Zylinderräurce 14; 15 der Arbeitszylinder 7; 8 über die gesteuerten Anschlüsse DZ 1/ Z 2 einer Steuereinheit 24 verbunden. Die Arbeitszylinder 7; 8 können somit den Bewegungen der Lenkschwinge 5 zwanglos folgen, wobei durch die Verbindungen gleicher Zylinderräume 16; 17 bzw. 14; 15 beim Lenkvorgang, d. h.

während der den Arbeitszylindern 7; 8 von den Raupen 3; 4 über die Lenkschwinge 5 aufgezwungenen Hubbewe-

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gungen, das Ölvolumcn aus den Zylinderräumen 16 bzw. 15 in die Zylinderräume 17 bzw. 14 verdrängt wird, so daß das Hydrauliksystem der Lenkverriegelung auch ohne Druckölzuführung durch eine Hydraulikpumpe immer vollständig gefüllt bleibt.

Beim Fahren einer Rechtskurve, d. h. Linkseinschlag der gelenkten Raupen durch Rückwärtsfahrt der Raupe 3 und Vorwärtsfa.hrt der Raupe 4, bewirkt die Lenkschwinge 5 den Einfahrhub des Arbeitszylinders 7 und den Ausfahrhub des Arbeitszylinders 8. Bei stromführendem Elektromagneten 23 sind wiederum die Zylinderräume 14; 15, sowie 16; 17 über die gesteuerten Anschlüsse D-Z l/Z 2-A 2 in Schaltstellung I der Steuereinheit 24 verbunden, so daß der Ulvolumenaustausch zwischen den Zylinderräumen 14; 15 bzw. 17; 16 gewährleistet ist. Soll die Antriebsstation nach erfolgtem Lenkeinschlag spurttreu verfahren werden, z. B. Geradeausfahrt in Richtung dor Bandachse, so erfolgt mit dem Abschalten des Elektromagneten 23 in der Steuereinheit 24, Schaltstellung 0, die Sporrung der gesteuerten Anschlüsse D, Z 1. Z 2 und A 2.

Damit werden die Leitungen 18; 19, sowie 20; 21 zwischen den kolbenseitigen- 14; 15 und kolbenstangenseitigen Zylinderräumen 16; 17 der Arbeitszylinder 7; 8 unterbrochen. Die Arbeitszylinder 7; 8 sind blockiert, sie können keine Hubbewegung mehr ousfuhren, so daß die Lenkschwinge 5 fest eingespannt ist und ein Ausweichen der gelenkten Raupen 3; 4 von der vorgegebenen Fahrtrichtung sicher verhindert wird. Treten, bedingt durch die Boden-Verhältnisse, zu große und erheblich unterschiedliche Fahrwiderstände an den gelenkten Raupen 3; 4 auf, so daß über die Lenkschwinge 5 die zulässigen Grenzen überschreitende Druck- bzw. Zugkräfte auf die Arbeitszylinder 7; 8 wirken und damit auch die hydrostatischen Drücke in. den Zylinderräumen 14; 17 bzw. 15; 16, den Druck- bzw. Zugkräften proportional, über die vorgegebenen Grenzwerte

ansteigen, werden die Schockventile 25; 26, ablaufdruckentlastete DruckbegreMzungsveritile, wirksam und schützen das mechanische und hydraulische Lenksystem vor Überlastung und damit vor Beschädigung.

Wird beispielsweise über die Lenkschwinge 5 auf die Ko.lbenstange IO und Kolbon 11 des Arbeitszylinders 7 eine überhöhte Druckkraft und auf Kolbenstange 12 und Kolben 13 des Arbeitszylinder 8 eine überhöhte Zugkraft eingeleitet, so entstehen in den Zylinderräumen 14 bzw. 17 ebenfalls diesen Kräften proportionale überhöhte hydrostatische Drücke, die über Leitungen 20; 44; 45; 46; an Rückschlagventilen 47; 48 in Schließrichtung anliegen und über eine Leitung 32 ein Wechse!ventil 33 mit "Oder-Funktion" bzw. über eine Leitung 49 ein Wechselventil 50 mit "Oder-Funktion" beaufschlagen, wodurch die Leitungen 34 bzw. 51 gesperrt und die Schockventile 25; 26 über eine Leitung 35 bzw. 52 druckbeaufschlagt werden. Bei Überschreitung der Einstellwerte öffnen die Schockventile 25; 26, so daß der Ablauf des Druc'köles in die Leitungen 36 bis 38 bzw. 53 bis 55 freigegeben wird. Die Rückschlagventile 31 bzw. 48 sind durch den Druck in den Leitungen 29 bzw. 46 gesperrt, so daß das Ablauföl von den Schockvontilen 25; 2'6 über die Rückschlagventile 39; 56 in die Leitungen 40 bis 42; 19 zum Arbeitszylinder 8, sowie über die Leitungen 57 bis 59; 21 zum Arbeitszylinder 7 abgesteuert wird und die druckentlasteten Zylinderräume 15; 16 aufgefüllt werden. Der Ablaufdruck liegt hierbei an den Rückschlagventilen 43; 60 in Schließrichtung an.

Durch die Absteuerung des Drucköles aus den drucküberlasteten Zylinderräumen, z. B. 14; 17 über die Schockventile 25; 26 in die druckentlasteten Zylinderräums , z. B. 15; 16, wird auch bei Sperrung der Leitungen 18; bzw. 20; 21 zwischen den Zylinderräumen 14; 15 bzw, 16; in der Steuereinheit 24 des Wegeven tiles 22, d. h. bei blockierten Arbeitszylindern 7; 8 und damit ebenfalls

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blockierter Lenkschwinge 5, bei Schaltstellung "Fest", gewährleistet, daß das Hydrauliksystem der Lenkverriegelung immer vollständig gefüllt und somit auch voll funktionsfähig bleibt. Beim Wechsel der Kraft richtung, das heißt überhöhte Druckbelastung des Arbeitszylinders 8 und überhöhte Zugbelastung des Arbeitszylinders 7, steuern die Schockventile 25; 26 bei Sperrstellung der Steuereinheit 24 das ürucköl aus den drucküberlasteten Zylinderräumen 15; 16 über die Rückschlagventile 31; 48 in die hierbei druckent^.asteten Zylinder räume 14; 17. Dabei sperrt das Wechselvontil 33 die Leitung 32 und das Wechselventil die Leitung 49. Der hydrostatische Druck in den drucküberlasteten Zylinderräumen 15; 16 liegt an den Rückschlagventilen 39; 43 bzw. 56; 60 in Schließrichtung an.

Wahrend des Betriebes auftretende Leckölverluste in den Ventilen werden durch eine über Einspeiseleitungen 62 bis 67 an das Hydrauliksystem der Lenkverriegelung angeschlossene Hydraulikpumpe 61 kleiner Förderleistung ausgeglichen.

Hierbei speist die Hydraulikpumpe 61 über die Rückschlagventile 30; 47 bzw. 43; 60 jeweils in die druckentlasteten Zylinde rriiume 14; 17 bzw. 15; 16 des Kreislaufes ein. Außerdem dient die Hydraulikpumpe 61 zur Füllung des Hydrauliksystems über die Einspeise leitungen 62 bis 67 und die Rückschlogventile 30; 43; 47; 60 bei der ersten Inbetriebnahme bzw. nach einem erforderlichen Ölwechsel. Der Einspeise- bzw. Fülldruck wird durch ein zur Einspeise leitung 62 über eine Leitung 68 parallel geschaltetes Druckbegrenzungsventil 69 begrenzt.

Claims (3)

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   Erfindungsenspruch

   1. Hydrculische Schaltungsanordnung einer Lenkverriegelung zur Stabilisierung.der Fahrtrichtung von Drehschemellenkungen, inabesondere bei Raupenfahrwerken von Tagebaugroßgeräten, wobei zwei hydraulische Arbeitszylinder parallel und symmetrisch zum Drehpunkt der Lenkschwinge zylinderseitig am Stahlbau des Gerätes und kolbenstangenseitig en der Lenkschwinge befestigt und die kolbenseitigen und kolbonstangenseitigen Zylinderräume durch Leitungen, in die ein elektromagnetisch stellbares Zweistellungs-Wegeventil mit O-Stelluhgszwang geschalten ist, verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß zu den Leitungen (18; 19) zwischen den kolbenseitigen Zylinderräumen (14; 15) der Arbeitszylinder (7; 8) ein Wechselventil (33) mit "Oder-Funktion" über Leitungen (28; 32 und 34; 41)', zu den Leitungen (20; 21) zwischen den kolbenstangenseitigen Zylinderräumen (16; 17) der Arbeitszylinder (7; 8) ein Wechselventil (50) mit "Oder-Funktion" über Leitungen (45; 49 und 51; 58) parallel geschalten sind, wobei das eine Wechselventil (33) ausgangsseitig über eine Leitung (35) am Druckeingang eines Schockventilos (25) und das andere Wechselventil (50) ausgangsseitig über eine Leitung (52) am Druckeingang eines weiteren Schockventiles (26) und zwei Rückschlagventile (31; 39) eingangsseitig über Leitungen (37; 38; 36) am Ausgang des einen Schockventiles (25), zwei Rückschlagventile (48; 56,) eingangsseitig über Leitungen (54; 55; 53) an Ausgang des anderen Schockventiles (26) angeschlossen sind und eusgangoseitig die Rückschlagventile (31; 39 bzw. 48; 56) über Leitungen (29; 40 bzw. 46; 57) mit den Leitungen (32; 34 bzw. 49; 51) der Wocnse!ventile (33 bzw. 50), sowie über Leitungen (28; 1 bzw. 45; 58) mit den Leitungen (18; 19 bzw. 20; 21) der Arbeitszylinder (7; 8) verbunden sind.
2. 2. Hydraulische Scheitungsanordnung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Rückschlagventile (30; 43) über

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   Einspeise leitungen (66; 67) und zwei weitere Rückschlagventile (47; 60) über Einspeise leitungen (63; 64) parallel geschalten und auegangsseitig die beiden ersten Rückschlagventile (30; 43) über Leitungen (27; 42) an die Leitungen (18; 19) zwischen den kolbenseitigen Zylinderräumen (14; 15) und die beiden anderen Rückschlagventile (47; 60) über Leitungen (44; 59) an die Leitungen (20; 21) zwischen den kolbenstangensei.tigen Zylinderräumen (16; 17) der Arbeitszylinder (7; 8) angeschlossen sind und eine Hydraulikpumpe (61) kleiner Förderleistung mit Einspeise leitungen (62 bis 67) verbunden ist, deren Einspeisedruck durch ein über eine Leitung (68) an die Einspeiseleitung (62) angeschlossenes Druckbegrenzungsventil (69) begrenzt wird.
3. 3. Hydraulische Schaltungsanordnung nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der Wechselventile (33; 50) in die Leitungen (32; 34 bzw. 49; 51) je ein ausgangsseitig mit der Leitung (35; bzw. 52) verbundenes Rückschlagventil geschalten ist.

   Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   DE-AS 2153492 (E 21 C₁ 47/00)
   DE-PS 837376 (84 d, 9/02)
   US 3792745 (B 62 d, 11/20)