DD205870B1

DD205870B1 - HYDRAULIC DRIVE FOR LIFTING AND WIPPING OF CRANES, ESPECIALLY FOR BOARD CRANES

Info

Publication number: DD205870B1
Application number: DD24157482A
Authority: DD
Inventors: Fritz Berg; Hans-Ernst Toppe; Joachim Grau; Juergen Horst
Original assignee: Orsta Hydraulik Veb K
Priority date: 1982-07-12
Filing date: 1982-07-12
Publication date: 1986-11-05
Also published as: DD205870A1

Description

Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Antrieb für Hub- und Wippwerke von Kranen, besonders von Bordkranen, bei denen die Seiltrommeln dieser Antriebe von verstellbaren Hydromotoren angetrieben werden, die im geschlossenen Kreislauf von verstellbaren Pumpen gespeist werden.The invention relates to a hydraulic drive for lifting and luffing cranes, especially on-board cranes, in which the cable drums of these drives are driven by adjustable hydraulic motors, which are fed in a closed circuit of adjustable pumps.

Characteristic of the known technical solutions

Es sind hydraulische Antriebe bekannt, bei denen zum Antrieb der Seiltrommeln Hydromotoren verwendet werden, deren Schluckvolumen verstellt werden kann. Hierbei wird so verfahren, daß bei Lastbewegungen die Hydromotoren mit maximalem Schluckvolumen und bei Leerbewegungen mit vermindertem Schluckvolumen betrieben werden. Die Verstellung auf die unterschiedlichen Volumen geschieht durch Verstelleinrichtungen, die durch den Bedienenden nach Ermessen betätigt werden.Hydraulic drives are known in which hydraulic motors are used to drive the cable drums, the displacement of which can be adjusted. In this case, the procedure is such that during load movements, the hydraulic motors are operated with maximum absorption volume and with empty movements with reduced absorption volume. The adjustment to the different volumes is done by adjusting, which are operated by the operator at discretion.

Es wurde auch bereits eine selbsttätige Umschaltung bei Lastanstieg von kleinem Schluckvolumen auf maximales Schluckvolumen durch Einsatz eines lastabhängigen Umschaltventils vorgeschlagen.It has also been proposed an automatic switching with load increase from small displacement to maximum displacement by using a load-dependent switching valve.

Außer diesen auf zwei Positionen umschaltbaren Einrichtungen wurde auch vorgeschlagen, das Schluckvolumen des Hydromotors lastabhängig stetig zu verstellen, wobei wie bei Pumpenverstel !einrichtungen ein Stellkolben gegen eine Feder auf ein Stellglied des Hydromotors wirkt.In addition to these devices which can be switched to two positions, it has also been proposed to adjust the displacement of the hydraulic motor as a function of load, whereby, as in the case of pump displacement devices, an actuating piston acts against an actuator on an actuator of the hydraulic motor.

Der Nachteil solcher Lösungen liegt darin, daß die inneren Stellkräfte-des Hydromotors bei unterschiedlichen Belastungen und Volumeneinstellungen nur unzureichend berücksichtigt werden können und so Abweichungen von der gewünschten Leistungsregelung entstehen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß eine befriedigende Arbeitsweise des Antriebs nur beim Hubvorgang erzielt werden kann, während beim Senken durch die Charakteristik der Hydromotoren ungewollte und z.T.The disadvantage of such solutions lies in the fact that the internal actuating forces of the hydraulic motor can only be taken insufficiently into account at different loads and volume settings and thus deviations from the desired power control result. Another disadvantage is that a satisfactory operation of the drive can only be achieved during the lifting process, while lowering by the characteristics of the hydraulic motors unwanted and z.T.

gefährliche Geschwindigkeitserhöhungen auftreten, die sich der Kontrolle des Bedienenden entziehen und den Kranbetrieb gefährden können.dangerous speed increases occur, which can escape the control of the operator and endanger the crane operation.

Die unterschiedlichen inneren Stellkräfte der Hydromotoren beim Hub- und Senkvorgang resultieren daraus, daß beim Senkvorgang die Funktion des Hydromotors umgekehrt wird, indem er zur Pumpe wird.The different inner actuating forces of the hydraulic motors during lifting and lowering result from the fact that during the lowering process, the function of the hydraulic motor is reversed by becoming the pump.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist ein hydraulischer Antrieb für Krane mit verbesserter Leistungsregelung und erhöhter Sicherheit.The aim of the invention is a hydraulic drive for cranes with improved power control and increased safety.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hydraulischen Antrieb für Krane zu schaffen, der sowohl beim Heben als auch beim Senken eine automatische lastabhängige Arbeitsweise ermöglicht und dabei ein sicheres Geschwindigkeitsverhalten frei von den Einflüssen innerer Stellkräfte des Hydromotors gewährleistet.»The invention has for its object to provide a hydraulic drive for cranes, which allows both the lifting and lowering an automatic load-dependent operation, while ensuring a safe speed behavior free of the influence of internal forces of the hydraulic motor.

Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß zwischen der Lastdruckleitung des geschlossenen Kreislaufs von Pumpe und Hydromotor und der Verstelleinrichtung des Hydromotors eine Regeleinrichtung angeordnet ist, die mit unterschiedlichen Öffnungsdrücken für den Hub- und Senkvorgang einstellbar ist.According to the invention, this is achieved in that a control device is arranged between the load pressure line of the closed circuit of the pump and the hydraulic motor and the adjusting device of the hydraulic motor, which is adjustable with different opening pressures for the lifting and lowering.

Die Regeleinrichtung kann aus zwei Reglern unterschiedlicher Regelcharakteristik für den Hub- und Senkvorgang oder aus einem Regler mit unterschiedlichen Regelcharakteristiken durch zwei Betätigungskolben bestehen.The control device may consist of two regulators of different control characteristics for the lifting and lowering or a controller with different control characteristics by two actuating piston.

embodiment

Die Erfindung soll nachstehend an zwei Autführungsbeispielen näher erläutert werden. Hierzu zeigenThe invention will be explained in more detail below with reference to two embodiments of the invention. Show this

Fig. 1: den Funktionsschaltplan eines hydraulischen Antriebes mit zwei Reglern, Fig. 2: auszugsweise den Funktionsschaltplan mit nur einem Regler.Fig. 1: the functional circuit diagram of a hydraulic drive with two controllers, Fig. 2: extracts the functional circuit diagram with only one controller.

Gemäß Fig. 1 ist die Seiltrommel 1 eines Kranes mit einem verstellbaren Hydromotor 2 direkt oder über ein (nicht gezeichnetes) Untersetzungsgetriebe verbunden. Die Druckölversorgung dieses Hydromotors 2 erfolgt über eine verstellbare Pumpe 3, indem beide über eine Lastdruckleitung 4 und eine Rücklaufleitung 5 im geschlossenen Kreislauf miteinander verbunden sind. Die Verstellung der Pumpe 3 hinsichtlich Größe und Richtung des Förderstromes, um den Hydromotor 2 mit unterschiedlicher Geschwindigkeit und im Hub- und Senksinn zu betreiben, erfolgt durch eine Verstelleinrichtung 6. Die Betätigung der Verstelleinrichtung 6 geschieht durch einen elektrisch fernbedienten Stellmotor?; den Steuerölstrom hierfür liefert eine Hilfspumpe 8. Der Verstellung des Schluckvolumens des Hydromotors 2 dient eine Verstelleinrichtung 9 mit Anschluß an die Hilfspumpe8sowie die Lastdruckleitung 4. Die wahlweise Abschaltung des Lastdruckeinflusses auf die Verstelleinrichtung 9 erfolgt über magnetbetätigte Wegeventile 10,11. Zur lastabhängigen Verstellung des Hydromotors 2 ist zwischen die Lastdruckleitung 4 und die Wegeventile 10,11 ein Wegeventil 12 geschaltet, welches abhängig von der Auslenkung der Verstelleinrichtung 6 der Pumpe 3 nach Heben oder Senken über einen Signalgeber 13 einen Regler 14 (Heben) oder einen Regler 15 (Senken) zuschaltet. Drossel-Rückschlagventile 16,17 dienen der Beeinflussung der Stellgeschwindigkeit der Verstellung des Hydromotors 2.According to Fig. 1, the cable drum 1 of a crane with an adjustable hydraulic motor 2 is connected directly or via a (not shown) reduction gear. The pressure oil supply of this hydraulic motor 2 via an adjustable pump 3 by both are connected to each other via a load pressure line 4 and a return line 5 in a closed circuit. The adjustment of the pump 3 in terms of size and direction of the flow to operate the hydraulic motor 2 at different speeds and in the lifting and Senksinn done by an adjustment 6. The operation of the adjustment 6 is done by an electrically remote-controlled servo motor? The adjustment of the displacement of the hydraulic motor 2 is an adjustment 9 with connection to the Hilfspumpe8sowie the load pressure line 4. The optional shutdown of the load pressure influence on the adjusting device 9 via solenoid-operated directional valves 10,11. For load-dependent adjustment of the hydraulic motor 2, a directional control valve 12 is connected between the load pressure line 4 and the directional control valves 10,11, depending on the deflection of the adjusting device 6 of the pump 3 after lifting or lowering via a signal generator 13, a regulator 14 (lifting) or a controller 15 (lowering) switches on. Throttle check valves 16,17 serve to influence the actuating speed of the adjustment of the hydraulic motor. 2

Die Wirkungsweise des hydraulischen Antriebs ist folgende:The mode of action of the hydraulic drive is the following:

Beim Hubvorgang wird von einem (nicht dargestellten) Steuerhebel aus über eine elektrische Fernverstellung über den Stellmotor? und die Verstelleinrichtung 6 die Pumpe 3 aus ihrer neutralen (Halt-)Stellung heraus stetig in Richtung „Heben" verstellt. Dabei gelangt der Förderstrom der Pumpe 3 über die Lastdruckleitung 4 zum Hydromotor 2 und von da über die Rücklaufleitung 5 zur Pumpe 3 zurück. Der beim Hubvorgang abhängig von der Last sich aufbauende Druck wird von der Lastdruckleitung 4 abgezweigt und den Reglern 14,15 zugeführt, wovon der Regler 15 (Senken) abhängig von der Stellung (Heben) der Verstelleinrichtung 6 über den Signalgeber 13 durch das Wegeventil 12 in seiner Verbindung zur Verstelleinrichtung 9 des Hydromotors 2 unterbrochen ist.During the lifting process is by a (not shown) control lever via an electric remote control via the servomotor? and the adjusting device 6 continuously displaces the pump 3 from its neutral (holding) position in the direction of "lifting." In this case, the delivery flow of the pump 3 returns via the load pressure line 4 to the hydraulic motor 2 and from there via the return line 5 to the pump 3. The during the lifting process depending on the load builds up pressure is diverted from the load pressure line 4 and the regulators 14,15 supplied, of which the controller 15 (lowering) depending on the position (lifting) of the adjusting device 6 via the signal generator 13 through the directional control valve 12 in his connection to the adjusting device 9 of the hydraulic motor 2 is interrupted.

Der Regler 14 läßt bis zu einem festgelegten Druck keinen Druckölstrom zum Kolbenraum 18 der Verstelleinrichtung 9 hindurchtreten, weil seine Regelfeder erst ab z.B. 14MPa überwunden wird. Die Wegeventile 10,11 befinden sich hierbei in der vom angezogenen Magneten bestimmten Position, also entgegen der dargestellten Leitungsverbindung. Der Druck der Hilfspumpe 8 liegt über das Wegeventil 10 am Kolbenraum 19 der Verstelleinrichtung 9 an, die den Hydromotor 2 in Richtung V_min verstellt. Der Kolben raum 18 der Verstelleinrichtung 9 ist über das Wegeventil 10, das Wegeventil 12 und den Regler 14 mit dem Ablauf verbunden. Der Hydromotor 2 steht also auf minimalem Schluckvolumen mit Schnellgang.The controller 14 can be up to a specified pressure no pressure oil flow to the piston chamber 18 of the adjusting 9 pass, because its control spring is overcome only from eg 14MPa. The directional control valves 10, 11 are in this case in the position determined by the attracted magnet, ie counter to the line connection shown. The pressure of the auxiliary pump 8 is applied via the directional control valve 10 to the piston chamber 19 of the adjusting device 9, which adjusts the hydraulic motor 2 in the direction of V _min . The piston chamber 18 of the adjusting device 9 is connected via the directional control valve 10, the directional control valve 12 and the controller 14 to the drain. The hydraulic motor 2 is therefore on minimum displacement with overdrive.

Ist die zu hebende Last größer, so daß der Lastdruck insbesondere beim Anfahren und Beschleunigen so hoch ansteigt, daß die Regelfeder des Reglers 14 überwunden wird, dann läßt der Regler 14 Drucköl aus der Lastdruckleitung 4 über das Wegeventil 12 und das Wegeventil 10 zum Kolbenraum 18 der Verstelleinrichtung 9 gelangen, und durch den höheren Druck im Kolbenraum 18 gegenüber dem Steuerdruck im Kolbenraum 19 wird der Hydromotor 2 in Richtung V_max verstellt, so lange, bis das dabei steigende Motordrehmoment die Beschleunigung auf die gewünschte Hubgeschwindigkeit vollzogen hat. Bei nachlassendem Last- bzw. Beschleunigungsdruck wird der Hydromotor 2 durch den wieder überwiegenden Steuerdruck im Kolbenraum 19 der Verstelleinrichtung 9 wieder stetig zurückgestellt.Is the load to be lifted larger, so that the load pressure increases so high especially when starting and accelerating that the control spring of the controller 14 is overcome, then leaves the controller 14 pressure oil from the load pressure line 4 via the directional control valve 12 and the directional control valve 10 to the piston chamber 18th get the adjustment 9, and by the higher pressure in the piston chamber 18 against the control pressure in the piston chamber 19, the hydraulic motor 2 is adjusted in the direction V _max , until the rising engine torque has completed the acceleration to the desired lifting speed. With decreasing load or acceleration pressure of the hydraulic motor 2 is reset by the again prevailing control pressure in the piston chamber 19 of the adjusting device 9 again steadily.

Die geschilderte Wirkungsweise ergibt eine lastangepaßte Hub- und Beschleunigungsgeschwindigkeit, die überlagernd auf die vom Bedienenden über die Verstelleinrichtung 6 der Pumpe 3 eingegebene Hubgeschwindigkeit wirkt.The described mode of action results in a load-adapted lifting and accelerating speed, which acts superimposed on the input by the operator via the adjusting device 6 of the pump 3 stroke speed.

Beim Senkvorgang wird durch die nach der anderen Seite ausgelenkte Pumpe 3 über den Signalgeber 13 und das Wegeventil 12 der Regler 15 (Senken) auf die Verstelleinrichtung 9 des Hydromotors 2 aufgeschaltet.During the lowering operation, the regulator 15 (depressions) is switched to the adjusting device 9 of the hydraulic motor 2 by the pump 3 deflected to the other side via the signal transmitter 13 and the directional control valve 12.

Dieser Regler 15 ist grundsätzlich so eingestellt, daß er bereits bei einem niedrigeren Lastdruck, z.B. 11 MPa, diesen zur Verstelleinrichtung 9 passieren läßt, um damit den Verstellvorgang auf ein vergrößertes Schluckvolumen des Hydromotors 2 einzuleiten. Dies ist notwendig, um die beim Senken niedrigeren Lastdrücke und das veränderte Stellkraftverhalten des Hydromotors 2 im Pumpenbetrieb zu berücksichtigen.This regulator 15 is basically set to operate at a lower load pressure, e.g. 11 MPa, this can happen to the adjusting device 9, so as to initiate the adjustment process to an increased displacement of the hydraulic motor 2. This is necessary in order to take into account the lower load pressures during lowering and the changed actuating force behavior of the hydraulic motor 2 during pump operation.

Das System weist ferner eine Umschalteinrichtung auf, die es dem Bedienenden in bestimmten Situationen ermöglicht, die automatische lastabhängige Geschwindigkeitsregelung ganz auszuschalten, z. B. bei schwierigen und präzisen Lastmanövern. Dies geschieht durch Schalten der Wegeventile 10,11 in die gezeichnete Position. Hierdurch wird der Kolbenraum 18 der Verstelleinrichtung 9 über das Wegeventil 11 mit der Hilfspumpe 8 verbunden, der Kolbenraum 19 ist mit dem Ablauf verbunden. Die Einwirkung der Regler 14,15 ist durch das geschlossene Wegeventil 10 unterbunden. Der hydraulische Antrieb weist somit drei verschiedene Möglichkeiten der Steuerung auf:The system further includes a switching device that allows the operator in certain situations, the automatic load-dependent cruise control completely off, z. B. in difficult and precise load maneuvers. This is done by switching the directional valves 10,11 in the position shown. As a result, the piston chamber 18 of the adjusting device 9 is connected via the directional control valve 11 to the auxiliary pump 8, the piston chamber 19 is connected to the drain. The action of the controller 14,15 is prevented by the closed directional control valve 10. The hydraulic drive thus has three different possibilities of control:

— Steuerung durch den Bedienenden, unabhängig von Lasteinflüssen- Control by the operator, regardless of load influences

— Steuerung lastabhängig im Hubsinne- Control load-dependent in Hubsinne

— Steuerung lastabhängig im Senksinne.- Control load-dependent in Senksinne.

Nach Fig. 2 ist anstelle der Regler 14 (Heben) und 15 (Senken) nur ein Regler 20 (Heben/Senken) eingesetzt, der jedoch für den Hub- und Senkvorgang eine unterschiedliche Regelcharakteristik (zwei Betätigungskolben) aufweist, um wieder eine unterschiedliche druckabhängige Verstellung des Hydromotors 2 zu erhalten. Mit Hilfe eines magnetbetätigten Wegeventils 12' erfolgt die Verbindung des Reglers 20 mit der Lastdruckleitung 4 unter Berücksichtigung von Hub- und Senkvorgang. Der weitere Aufbau des Antriebs über das Wegeventil 10 etc. entspricht dem nach Fig. 1.According to Fig. 2, instead of the controller 14 (lifting) and 15 (sinks) only one controller 20 (lifting / lowering) is used, however, for the lifting and lowering a different control characteristic (two actuating piston) has to again a different pressure-dependent To obtain adjustment of the hydraulic motor 2. With the aid of a solenoid-operated directional control valve 12 ', the connection of the controller 20 with the load pressure line 4 taking into account lifting and lowering. The further construction of the drive via the directional control valve 10, etc. corresponds to that of FIG. 1.

Claims

Invention claim:

1. Hydraulic drive for lifting and luffing cranes, especially for on-board cranes, in which the cable drum is driven by an adjustable hydraulic motor, which is fed via a load pressure line and a return line in a closed circuit by an adjustable pump, and an adjustment of the absorption volume of the Hydraulic motor is carried out depending on the load of the crane by a arranged between the load pressure line and the adjustment of the hydraulic motor control device, characterized in that the control device (14,15,20) is adjustable with different opening pressures for the lifting and lowering.

2. Hydraulic drive according to item 1, characterized in that the control device (14,15, 20) of two regulators (14,15) different control characteristics for the lifting and lowering or from a controller (20) with different control characteristics by two actuating piston consists.