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Hydraulischer Antrieb für das Schwenkwerk von Baggern, Kranen od.
dgl. Die Erfindun- betrifft einen hydraulischen Antrieb für das Schwenkwerk von
Baggern, Krallen od. dgl. mit einer Pumpe, deren Drehrichtung umsteuerbar ist oder
deren Förderung in eine von zwei Leitungen zum Hydraulikmotor umgesteuert werden
kann.
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Bei den belzannten Antrieben dieser Art wird der Größte Teil der Antriebsenergie
'der Pumpe für die Beschleunigung des Geräteoberbaues verbraucht, weil es zur Erreichung
eines möglichst schnellen Ablaufes der Arbeitsspiele erforderlich ist, die verhältnismäßig
el C aroße Masse des Geräteoberbaues jeweils innerhalb eines kleinen Schwenkbereiches
auf eine möglichst hohe Schwenkgeschwindigkeit zu bringen. Bei hoher Schwenkgeschwindigkeit
besitzt aber der Geräteoberbau infolge c seiner verhältnismäßig großen Masse eine
der Masse entsprechend große Bewegungsenergie, die jedoch beim Abbremsen des Geräteoberbaues
stets wieder vernichtet wird. Die bekannten hydraulischen Antriebe müssen daher
mit einer verhältnismäßig starken Pumpe ausgerüstet werden, Die Erfinduna bezweckt,
diesen Nachteil zu vermeiden, und besteht darin, daß jede der beiden von der Pumpe
zum Hydraulikmotor führenden Leitun-Cgen an einen Steuerschieber angeschlossen ist,
der einerseits mit dem Sammelbehälter des Hydrauliksystems und andererseits mit
einem Gashydraulikspeicher in Verbindung stellt und so ausgebildet ist, daß er in
seiner Mittelstellung den Kreislauf des Hydraulikmotors mit dem Sammelbehälter,
"in seinen Endstellungen dagegen jeweils eine der beiden von der Pumpe zum Hydraulikmotor
führenden Leitun-Cre e n mit dem Gashydraulikspeicher verbindet. Hierdurch wird
erreicht, daß zum Abbremsen der Schwenkbcwegungen des Geräteoberbaues der Gashydraulikspeicher
mittels des beim Bremsen als Pumpe wirkenden Hydraulikmotors unabhängig von der
Schwenkrichtung des Geräteoberbaues aufgeladen und hierbei die Bewegungsenergie
des Geräteoberbaues im Gashydraulikspeicher gespeichert werden kann, und daß die
gespeicherte Energie dann anschließend wieder als Antriebsenergie zum Beschleunigen
des Geräteoberbaues sowohl in der einen als auch in der anderen Schwenkrichtung
eingesetzt und somit eine im Verhältnis zur Masse des Geräteoberbaues schwache Pumpe
verwendet werden kann.
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Es ist zwar bei Fahrzeugen bereits bekannt, zum Abbremsen der Fahrbeweggungen
einen Gashydraulikspeicher mittels eines vom Fahrzeug angetriebenen und hierbei
als Pumpe wirkenden Hydraulikmotors aufzuladen und die Bewegungsenergie des Fahrzeuges
im Gashydraulikspeicher zu speic hern, um die gespeicherte Eneriae dann anschließend
über den Hye draulikmotor wieder als Antriebsenergie zum Beschleuniaen des Fahrzeuores
einzusetzen. Ganz absehen davon, daß hierbei außer dem zum Bremsen und zusätzlichen
Beschleunigen des Fahrzeuges erforderlichen Hydraulikmotor jeweils noch ein besonderer
Fahrmotor erforderlich ist und die Gesamtanlage zum Betrieb des Fahrzeuges daher
verhältnismäßig aufwendig ist, können die, bekannten Fahrzeuge auch nur beim Fahren
in einer Richtung ab-- ge bremst werden. Die Hydraulikanlage der bekannten
Fahrzeuge ist daher weder als Antrieb noch als Bremse für das Schwenkwerk von Baggern,
Krallen od. dc-i. geeignet.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführunt-,sbeispiele des Gegenstandes
der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 das Schaltschema
eines erfindungsgemäßen hydraulischen Antriebes sowie verschiedene Schaltstellungen
der Schaltorgane und F i g. 2 das Schaltschema eines erfindungsgenläßen hydraulischen
Antriebes nach dem zweiten Ausführungsbeispiel in einer der F i g. 1 entsprechenden
Darstellung.
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Beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 wird die Pumpe
1 dauernd in einer Drehrichtun 'g angetrieben und fördert eine konstante
Flüssigkeitsmen-e. Durch das Umsteuerorgan 2 kann der Flüssigkeitsstrom in die eine
oder andere Seite eines Hydraulikmotors 3
gefördert werden, der das nicht
gezeichnete Schwenkwerk eines Baggers oder Kranes antreibt.
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Jede der beiden zum Hydraulikmotor 3 führenden Leitungen ist
an einen Steuerschieber 8 angeschlossen, der seinerseits mit dem Sammelbehälter
9 des Hydrauliksystems und mit einem Gashydraulikspeicher 4 verbunden ist.
Der Gashydraulikspeicher 4 enthält einen Trennkolben 5 und einen Füllstutzen
6 für vor-C Clespanntes Gas; er kann an Stelle des Trennkolb#-ns
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auch eine Gasblusr, und ein Bodenventil enthalten.
In der
Ruhelage des Geräteoberbaues befinden sich das Umsteuerorgan 2 und der Steuerschieber
8 jeweils in ihrer Mittelstellung, wobei die Pumpe 1
drucklos in den
Sammelbehälter 9 fördert und der Gashydraulikspeicher 4 abgesperrt ist. Im
allgemeinen ist der Gashydraulikspeicher 4 von der letzten Bremsung her mit Druckflüssigkeit
gefüllt, also mit gespeicherter Energie aufgeladen.
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Zu Beginn einer Schwenkbewegung des Geräteoberbaues werden das Umsteuerorgan
2 und der Steuerschieber 8 beispielsweise in ihre auf der rechten Seite der
F i g. 1 gesondert dargestellten rechten Endstellungen bewegt. Das Umsteuerorgan
2 läßt nun die von der Pumpe 1 geförderte Druckflüssigkeit in die rechte
Zuleitung zum Hydraulikmotor 3 eintreten, während der Gashydraulikspeicher
4 über den Steuerschieber 8 mit der gleichen Motorseite und die linke Motorseite
über das Umsteuerorgan 2 mit dem Sammelbehälter 9 verbunden ist. Bei Beginn
der Schwenkbewegung wird zunächst ein Teil der von der Pumpe 1
Z, Oreförderten
Druckflüssigkeit dem Gashydraulikspeieher 4 zugeführt; dieser Teil der Druckflüssigkeit
wird jedoch mit zunehmender Drehzahl des Hydraulikmotors 3 geringer und anschließend
bei weiterer Stei-"erung CY der Drehzahl aus dem Gashydraulikspeicher 4 zusätzlich
zu der von der Pumpe 1 geförderten Druckflüssigkeit wieder verbraucht.
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Sobald der Gashydraulikspeicher 4 leer ist, soll die weitere Schwenkbewegung
im Freilauf erfolgen. Dazu wird der Steuerschieber 8 wieder in seine Mittelstellung
zurück-bewegt, so daß die von der Pumpe 1 ge-11 t2 förderte Druckflüssigkeit
sowohl über den Hydraulikmotor 3 und den Steuerschieber 8 als auch
unmittelbar über den Steuerschieber 8 frei in den Sammelbehälter
9 abfließen kann, die Pumpe 1 also nahezu drucklos fördert und eine
weitere Beschleunigung der Schwenkbewegung des Geräteoberbaues nicht mehr eintritt.
Gegebenenfalls kann auch das Umsteuerorgan 2 gleichzeitig mit dem Steuerschieber
8 bereits wieder in seine Mittelstellung bewegt werden.
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Zum Bremsen der Schwenkbewegung des Geräteoberbaues wird das Umsteuerorgan
2, sofern dies noch nicht geschehen ist, in seine Mittelstellung und der Steuerschieber
8 in seine auf der linken Seite der F i g. 1 gesondert dargestellte
linke Endstellung, bewegt. Dadurch ist einerseits der Gashydraulikspeieher 4 über
die linke Zuleitung mit dem als Pumpe wirkenden Hydraulikmotor 3 und andererseits
der Hydraulikmotor 3 über die rechte Zuleitung und über den Steuerschieber
8 mit dem Sammelbehälter 9 verbunden, während das Um steuerorgan 2
beide Zuleitungen nach dem Hydraulikmotor 3 hin absperrt und den drucklosen
Umlauf der von der Pumpe 1 geförderten Druckflüssigkeit in den Sammelbehälter
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.freigibt. Der als Pumpe wirkende Hydraulikmotor 3
fördert dann infolge
der Bewegungsenergie des Geräteoberbaues Druckflüssigkeit aus dem Sammelbehälter
9 in den Gashydraulikspeicher 4, der dadurch aufgeladen wird und beim Aufladen
die Schwenkbewegung des Geräteoberbaues bremst. Ist der Gashydraulikspeicher 4 bis
zur zulässigen Grenze aufgeladen, so spricht das überdruckventil 7 an.
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Man kann während des Bremsens der Schwenkbewegung des Geräteoberbaues
das Umsteuerorgan 2 auch in die auf der linken Seite der F i g. 1 gesondert
dar-estellte linke Endstellung bewegen, so daß die 1#, Z, el Pumpe
1 zusätzlich in den Gashydraulikspeicher 4 fördert und der Gashydraulikspeicher
4 dann schneller aufgeladen wird, was z. B. bei der Inbetriebsetzung oder bei Schräglagen
des Kranes erwünscht sein kann. Sobald der Geräteoberbau zur Ruhe gekommen ist,
werden das Umsteuerorgan 2 und der Steuerschieber 8 wieder in die Mittelstellung
bewegt.
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Zu Beginn der Schwenkbewegung des Geräteoberbaues im anderen Drehsinn
werden das Umsteuerorgan 2 und der Steuerschieber 8 in die auf der linken
Seite der F i g. 1 gesondert dargestellten Endstellungen bewegt. Im übrigen
wird dann sinngemäß wie oben beschrieben verfahren, also durch Bewegen des Umsteuerorgans
2 und des Steuerschiebers 8 in die auf der rechten Seite der F i
g. 1 gesondert dargestellten rechten Endstellungen gebremst.
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Beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 sind gleiche Teile mit
gleichen Bezugszeichen versehen. Der Unterschied gegenüber dem in F i
g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht im wesentlichen darin, daß
die Pumpe 1 in ihrer Drehrichtung umsteuerbar ist, so daß die Druckflüssigkeit
in die eine oder andere Seite des Hydraulikmotors 3 fördern kann und somit
das Umsteuerorgan -2 nach F i g. 1 überflüssig ist. Die Pumpe 1 ist
im Ruhezustand des Geräteoberbaues und während des Bremsens der Schwenkbewegung
stillgelegt. Im übrigen ist die Wirkungsweise wie beim Ausführungsbeispiel nach
F i g. 1.
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Für beide Ausführungsformen gilt folgendes: Durch die erfindungsgemäße
Schaltung wird die Beschleunigungsleistung gesteigert, denn der von der Pumpe
1 gelieferte Druckflüssigkeitsstrom wird um den Flüssigkeitsstrom aus dem
Gashydraulikspeieher 4 vermehrt. Man wählt die Pumpenleistung und die durch sie
erzeugte Schwenkgeschwindigkeit des Geräteoberbaues so, daß sie unterhalb der beabsichtigten
größten Schwenkgeschwindigkeit bleibt. Da bei der ersten Inbetriebsetzung gespeicherte
Energie aus dem Gashydraulikspeicher 4 fehlt, wird die Schwenkgeschwindigkeit zunächst
kleiner sein als erwünscht; sie steigt jedoch dann schon nach der ersten Bremsung
an.
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Nach dein Beschleunigen des Geräteoberbaues laufen der Hydraulikmotor
3 und die Pumpe 1 drucklos um, während der Gashydraulikspeicher 4
abgesperrt ist. Es entstehen dann keine Leckverluste.
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In der Ruhelage wird der schwenkbare Geräteoberbau durch eine Haltebremse
festgehalten, die nicht dargestellt ist.
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An Stelle des Hydraulikmotors 3 kann zum Schwenken des Geräteoberbaues
auch ein Hydraulikzylinder verwendet werden, wenn nur ein begrenzter Schwenkwinkel
gebraucht wird.