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Hydraulische Betätigungsvorrichtung für eine hängende Greifervorrichtung
eines Brückenkranes od. dgl. Die -Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Betätigungsvorrichtung
für eine längsverschiebbare, senkrechte Betätigungsstange einer hängenden Greifervorrichtung
eines Brückenkranes od. dgl., bei der das obere Ende der Betätigungsstange mit mindestens
einem Kolben von oben in mindestens einen entsprechenden Betätigungszylinder der
Betätigungsvorrichtung eingreift, die im übrigen einen Flüssigkeitsbehälter, eine
aus dem Flüssigkeitsbehälter in einen Druckspeicher fördernde Pumpe, einen elektrischen
Antriebsmotor für die Pumpe und ein durch Ventile gesteuertes Druckleitungssystem
aufweist, welches die Pumpe und den Druckspeicher einerseits mit dem Flüssigkeitsbehälter
und anderseits mit dem Betätigungszylinder verbindet.
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Bei solchen hydraulischen Betätigungsvorrichtungen können Betriebsstörungen
leicht zu schweren Unfällen führen, wenn z. B. durch den Ausfall einer hydraulischen
Betätigungskraft eine hängende Last herabfallen sollte. Es ist zwar bekannt, beispielsweise
an undicht gewordenen Stopfbuchsen entstandene Leckverluste von einem besonderen
Vorratsbehälter her ständig selbsttätig auszugleichen; abgesehen von den Flüssigkeitsverlusten
und der Verschmutzung durch die meist aus Öl bestehende Arbeitsflüssigkeit ist aber
auch der Größe eines solchen Behälters durch die notwendigerweise ortsveränderliche
Anordnung der Greifervorrichtung eine Grenze gesetzt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Betriebssicherheit einer
derartigen Betätigungsvorrichtung so zu vervollkommnen, daß ein Auftreten von nach
außen hin ausfließenden Leckverlusten ganz ausgeschlossen ist und auch Schäden durch
etwa innerhalb der Betätigungsvorrichtung auftretende Undichtheiten nach Möglichkeit
ausgeschlossen werden.
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Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch
gelöst, daß der Flüssigkeitsbehälter den Betätigungszylinder samt Kolben und .oberem
Ende der Betätigungsstange in sich aufnimmt und daß ein die Pumpe mit dem elektrischen
Antriebsmotor, den Druckspeicher und das durch Ventile gesteuerte Druckleitungssystem
der Betätigungsvorrichtung aufnehmendes Gehäuse unmittelbar auf dem Flüssigkeitsbehälter
montiert ist und in seinem Boden eine nach unten in den Flüssigkeitsbehälter führende
und durch ein von außen her betätigbares Ventil abschließbare Öffnung aufweist.
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Die einzige Abdichtstelle einer so ausgebildeten Betätigungsvorrichtung
besteht am Kolben, wo etwa austretendes Lecköl aber unmittelbar in den Flüssigkeitsbehälter
gelangt, der ohnehin als Vorratsbehälter für das Öl bzw. die sonstige Druckflüssigkeit
dient. Sollte innerhalb des Gehäuses der Betätigungsvorrichtung je eine größere
Leckstelle im dortigen Druckleitungssystem entstehen, so sammelt sich die Leckflüssigkeit
am Boden des Gehäuses an, bis schließlich im Flüssigkeitsbehälter keine Flüssigkeit
mehr enthalten ist und die Pumpe keine Flüssigkeit mehr ansaugen kann. Während in
einem solchen Falle die Druckmittelversorgung zunächst noch durch den Druckspeicher
gesichert werden kann, kann der Kranführer den ausbleibenden Förderdruck der Pumpe
sofort an einem Manometer feststellen und weitere Sicherheitsmaßnahmen treffen,
bevor die Anlage betriebsunfähig werden kann.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die durch
den Boden des Gehäuses in den Flüssigkeitsbehälter führenden Leitungen des Druckleitungssystems
je durch eine dortige Öffnung mit Standrohr hindurchgeführt. Nach einer weiteren
Ausgestaltung der Erfindung ist im Flüssigkeitsbehälter unter der Öffnung des Ventils
ein Filter angeordnet, welches auch eine im .dortigen Bereich in den Flüssigkeitsbehälter
mündende untere Öffnung einer Abflußleitung mit umfaßt.
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Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung schließt an die von
der Betätigungsstange nach unten
durchsetzte Bohrung des Flüssigkeitsbehälters
eine in den Behälter hineinführende Führungsbuchse an, die den im Flüssigkeitsbehälter
maximal vorkommenden Flüssigkeitsstand nach oben überragt.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Betätigungsvorrichtung
nach der Erfindung veranschaulicht; es zeigt F i g. 1 die Betätigungsvorrichtung
in einem schematisch gehaltenen, axial zur Betätigungsstange geführten Längsschnitt,
F i g. 2 eine etwas abgewandelte Ausführung einer solchen Betätigungsvorrichtung
in einem Querschnitt entsprechend der Linie II-11 der F i g. 1.
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Die in F i g. 1 dargestellte hydraulische Betätigungsvorrichtung weist
einen Flüssigkeitsbehälter b auf, der genügend groß ist, sämtliche Arbeitsflüssigkeit
mit einem noch unterhalb des oberen Endes einer zentralen Führungsbuchse m bleibenden
Flüssigkeitsspiegels zu speichern. Die Führungsbuchse m dient dabei zur Führung
einer den Flüssigkeitsbehälter b nach unten durchsetzenden, hin- und herverschiebbaren
Betätigungsstange a, die in üblicher, nicht besonders dargestellter Weise zur Betätigung
einer ebenfalls nicht dargestellten Greifervorrichtung eines Brückenkranes dient.
Im übrigen ist der Flüssigkeitsbehälter b auf einer strichpunktiert angedeuteten
Laufkatze od. dgl. angeordnet, die entlang der Kranbrücke eines Brückenkranes hin-
und herverschiebbar ist.
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Um die zentrale Führungsbuchse m herum ist ein ringförmiger, nach
oben offener Betätigungszylinder c angeordnet, in den ein entsprechender ringförmiger
Kolben d von oben eingreift. Der Kolben d ist an seinem oberen, außerhalb
des Betätigungszylinders c befindlichen Ende fest mit einer Ringscheibe verbunden,
in der das obere Ende der Betätigungsstange a gehalten ist.
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Der Deckel des Flüssigkeitsbehälters b bildet zugleich den Boden eines
nach oben anschließenden größeren Gehäuses h, in dem eine Pumpe f, ein elektrischer
Antriebsmotor e und ein Druckspeicher g angeordnet sind. Das Gehäuse h ist durch
einen Deckel q abgeschlossen. Die Pumpe f steht mit dem Betätigungszylinder c über
eine Druckleitung i in Verbindung, die den Deckel des Flüssigkeitsbehälters b in
einer entsprechenden Öffnung durchsetzt und mit Rückschlagventilen i und s sowie
mit einem elektrisch betätigbaren Dreiwegehahn k versehen ist. Vom Dreiwegehahn
k führt dabei eine Abflußleitung ac durch eine weitere Öffnung des Deckels des Flüssigkeitsbehälters
b in ein an diesem Deckel gehaltenes Filter r, aus welchem die gefilterte Flüssigkeit
in den übrigen Innenraum des Flüssigkeitsbehälters b abfließen kann. Weiterhin führt
eine nicht dargestellte Saugleitung aus dem Flüssigkeitsbehälter b zur Saugseite
der Pumpe f.
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Wenn der Antriebsmotor e eingeschaltet wird, saugt die Pumpe f die
Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsbehälter b an und fördert sie über eine an die Druckleitung
i anschließende Verbindungsleitung p in den Druckspeicher g, der dadurch aufgeladen
wird. Wenn der Druck im Druckspeicher g einen bestimmten Wert erreicht hat, wird
der Antriebsmotor e über einen (nicht dargestellten) Druckschalter ausgeschaltet
oder eine (ebenfalls nicht dargestellte) Beipaßleitung geöffnet, aus welcher die
geförderte Flüssigkeit nunmehr unmittelbar nach der Saugseite der Pumpe f oder in
den Flüssigkeitsbehälter b zurückfließen kann. Dieser Teil des hydraulischen Systems
ist automatisch gesteuert, d. h., der Druckschalter schaltet den Antriebsmotor e
auch wieder ein oder schließt die Beipaßleitung dann wieder ab, wenn der hydraulische
Druck im Druckspeicher g einen bestimmten Mindestwert unterschreitet.
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Um den Greifer zu betätigen, wird der Dreiwegehahn k so eingestellt,
daß der Druckspeicher g mit dem Betätigungszylinder c verbunden und der Kolben d
durch die Druckflüssigkeit im Betätigungszylinder c angehoben wird. Dadurch gelangt
auch die Betätigungsstange a, die an ihrem unteren Ende in nicht dargestellter Weise
mit den Greiferarmen verbunden ist, in ihre dargestellte obere Stellung, bei der
die Greiferarme in ihre Schließstellung bewegt sind und beispielsweise einen Guß-
oder Walzblock festhalten.
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Wenn die Betätigungsstange a und damit auch der Kolben d bei der Arbeitsstellung
der gegeneinander bewegten und am Werkstück anliegenden Greiferarme an einer weiteren
Aufwärtsbewegung gehindert sind, dann hält der Druckspeicher g den auf den Kolben
d wirkenden Flüssigkeitsdruck auch weiterhin konstant. Treten im hydraulischen System
keine Leckverluste auf, so bewirkt der angeführte (nicht dargestellte) Druckschalter
ein Abstellen der Pumpe f, weil nun keine Flüssigkeit mehr nach dem Betätigungszylinder
c hin gefördert zu werden braucht. Sollten im Druckleitungssystem i, p, u
jedoch Leckverluste auftreten, so sorgt der Druckschalter dafür, daß der Antriebsmotor
e und damit auch die Pumpe f eingeschaltet und der notwendige Betätigungsdruck am
Kolben d aufrechterhalten bleibt. Infolgedessen kann der den Walzblock oder einen
anderen Gegenstand festhaltende Greifer beliebig lange in seiner Greiferstellung
belassen werden, ohne daß ein Loslassen des gehaltenen Gegenstandes zu befürchten
wäre.
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Soll der gehaltene Gegenstand, etwa ein Guß- oder Walzblock, wieder
losgelassen werden, so wird zu diesem Zweck der Dreiwegehahn k im Sinne einer Unterbrechung
der Verbindung zwischen Druckspeicher,-, und Betätigungszylinder c betätigt. Der
Dreiwegehahn k verbindet bei dieser Einstellung zugleich den Betätigungszylinder
c mit der vom Dreiwegehahn k ausgehenden und zum Flüssigkeitsbehälter
b führenden Abflußleitung u, wobei der Arbeitsdruck im Druckspeicher
g trotz Entlastung des Betätigungszylinders c aufrechterhalten bleibt.
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Damit der vom ringförmigen Kolben d oberhalb der Führungsbuchse in
eingeschlossene Raum stets entlüftet ist, gehen von dort entlang der Führungsbuchse
in (nicht dargestellte) Entlüftungskanäle nach der Unterseite des Betätigungszylinders
c, die unterhalb desselben radial auswärts in den übrigen Innenraum des Flüssigkeitsbehälters
b führen. Durch diese Kanäle wird auch jegliche Leckflüssigkeib, die zwischen Kolben
d und Betätigungszylinder c in den Raum oberhalb der Führungsbuchse m gelangt sein
sollte, durch natürliches Gefälle nach dem übrigen Innenraum des Flüssigkeitsbehälters
b hinabgeführt.
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Weiterhin ist zwischen der Führungsbuchse m und der Betätigungsstange
a noch eine übliche Abdichtung durch entsprechende Dichtringe oder eine Dichtpackung
vorgesehen, damit auch an dieser Stelle keine Flüssigkeit nach außen gelangen kann.
Es ist jedoch zu beachten, daß die Führungsbuchse m so
lang ist,
daß sie stets über den Flüssigkeitsspiegel der im Flüssigkeitsbehälter b befindlichen
Druckflüssigkeit hinausragt, so daß im eigentlichen Behälterraum unterhalb des Flüssigkeitsspiegels
keinerlei Abdichtungen od. dgl. vorhanden sind, an denen Undichtigkeiten auftreten
könnten. Im übrigen sind auch die durch den Deckel des Flüssigkeitsbehälters b führenden
Öffnungen zur Durchführung von Druckleitungen jeweils von Standrohren t umgeben,
weshalb auch im Gehäuse h angesammelte Leckflüssib keit nicht ohne weiteres in den
Flüssigkeitsbehälter b zurückfließen kann.
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Sollte im Druckleitungssystem der beschriebenen Antriebseinheit je
eine größere Leckstelle - etwa durch Schadhaftwerden einer Dichtung - auftreten,
so ist ein Entweichen von Leckflüssigkeit aus der Antriebseinheit heraus - etwa
in eine Gußgrube oder in das Schmelzgut selbst - ausgeschlossen. Die Leckflüssigkeit
sammelt sich vielmehr am Boden des Gehäuses h an, bis schließlich im Flüssigkeitsbehälter
b keine Flüssigkeit mehr enthalten ist und die Pumpe f keine Flüssigkeit mehr ansaugen
kann. Der nunmehr ausbleibende Förderdruck, der beispielsweise an einem Manometer
angezeigt wird, gibt dem Kranführer zu verstehen, daß an der Antriebseinheit ein
Schaden entstanden ist.
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Damit die am Boden des Gehäuses h angesammelte Flüssigkeit wieder
in den Flüssigkeitsbehälter b zurückgelangen kann, weist der Deckel des Flüssigkeitsbehälters
b an der Stelle des Filters r noch eine weitere Öffnung auf, die normalerweise
durch ein von Hand betätigbares Ventil n abgeschlossen ist. Der Kranführer braucht
also bei dem genannten Schaden zunächst lediglich das Ventil n zu öffnen, damit
die Flüssigkeit aus dem Gehäuse h wieder durch das Filter r in den Flüssigkeitsbehälter
b abfließen kann. Im übrigen wird natürlich jede größere Ansammlung von Leckflüssigkeit
am Boden des Gehäuses h Veranlassung geben, der Ursache des Leckverlustes nachzugehen
und den entsprechenden Schaden zu beheben. Anderseits kann man an der Stelle des
Ventils n gewünschtenfalls auch einen ständigen kleinen Durchfluß zulassen, soweit
beim normalen Betrieb der Antriebseinheit geringfügige Leckverluste, etwa an den
Pumpen- oder -Ventilabdichtungen in Kauf genommen werden -können. In diesem Falle
können die zulässigen Leckmengen ständig durch das Filter r in den Flüssigkeitsbehälter
b zurückfließen.
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Außerdem steht der Flüssigkeitsbehälter b an der Stelle des Filters
r mit dem Innenraum des Gehäuses h noch durch eine kleine Entlüftungsöffnung in
Verbindung, die beispielsweise durch das die Abflußleitung u des Dreiwegehahnes
k umgebende Standrohr t gebildet werden kann. Durch diese Entlüftungsöffnung
werden jegliche, durch die =Flüssigkeitsbewegung an sich möglichen Druckunterschiede
zwischen den Innenräumen des Flüssigkeitsbehälters b und des Gehäuses h ausgeglichen.
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Das Filter r ist zweckmäßig als Korbfilter ausgebildet, welches leicht
auswechselbar und reinigbar ist und im übrigen an seinem oberen Rand eine größere
überlauföffnung aufweist, über welche die Flüssigkeit im Falle einer Verstopfung
des Filters überlaufen kann.
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Aus der vorstehenden Beschreibung der Betätigungsvorrichtung nach
der Erfindung geht hervor, daß diese eine in sich völlig abgeschlossene Einheit
bildet, die zu ihrer Bedienung lediglich der Herausführung elektrischer Kabel und
eines Bedienungsgestänges für das Ventil n bedarf. Gegebenenfalls könnte aber auch
die Bedienung des Ventils n auf elektrischem Wege erfolgen. Die Betätigungsvorrichtung
weist keinerlei flexible Druckleitungen und keine sonstigen, dem Arbeitsdruck der
Flüssigkeit ausgesetzte Bestandteile auf, deren Schadhaftwerden ein Ausfließen von
Flüssigkeit aus der Betätigungsvorrichtung zur Folge haben könnte.
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Sollten an der beschriebenen Betätigungsvorrichtung für den Krangreifer
je Schäden auftreten, so kann dies lediglich die nachstehenden Folgen haben: a)
Sollte die Pumpe f ausfallen, so lassen sich vom Druckspeicher g her ohne weiteres
noch mehrere Greiferbetätigungen durchführen; b) sollte der Druckspeicher g ausfallen,
so wird der Arbeitsdruck im Zylinder c zunächst durch das in der Druckleitung i
befindliche Rückschlagventil s aufrechterhalten, wodurch auch in diesem Falle ein
plötzliches Herabfallen eines transportierten Gußblockes od. dgl. verhindert wird;
c) sollten in der Druckleitung i oder am Betätigungszylinder c Leckverluste eintreten,
so wirken sich diese auf die Aufrechterhaltung des Arbeitsdruckes so lange nicht
aus, wie sich die Leckverluste in einem nicht zu großen Umfange bewegen; d) sollte
je eine größere Leckstelle entstehen, die etwa auf einen Leitungsbruch od. dgl.
zurückzuführen ist, so kann die gesamte Druckflüssigkeit im Gehäuse h angesammelt
und - über das Ventil n - wieder dem Flüssigkeitsbehälter b
zugeführt"
werden, ohne daß dabei Flüssigkeit nach außen gelangen könnte.
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Schließlich gibt der vollständige Abschluß der Betätigungsvorrichtung
nach außen auch die Gewähr dafür, daß praktisch keine Verluste an Druckflüssigkeit
durch Verdunsten entstehen können.
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Bei der in F i g. 2 dargestellten abgewandelten Betätigungsvorrichtung
sind mit dem oberen Ende der Betätigungsstange a vier um die Stange herum konzentrisch
verteilt angeordnete Kolben d, vorgesehen, die je in einem angepaßten Zylinder cl
geführt sind. Hierbei steht jeder der Zylinder cl in nicht besonders dargestellter
Weise mit dem Druckleitungssystem der Antriebseinheit in Verbindung.