DE1481887B1

DE1481887B1 - Hubvorrichtung mit zwei Winden

Info

Publication number: DE1481887B1
Application number: DE19661481887D
Authority: DE
Inventors: Weisenbach Charles O
Original assignee: New York Air Brake LLC
Current assignee: New York Air Brake LLC
Priority date: 1965-03-04
Filing date: 1966-03-01
Publication date: 1970-11-19
Also published as: US3273860A; GB1071866A

Description

1 2

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hubvorrich- Winde 13, die von einem hydraulischen Motor 14 tung mit zwei Winden, die durch umsteuerbare mit feststehender Verdrängung angetrieben wird und Hydraulikmotoren angetrieben werden, die mit einer deren Seil 15 an einem Ende der Last 12 befestigt Pumpe mit veränderlicher Fördermenge jeweils über ist. Der Motor 14 ist umkehrbar und hat ein Paar

einen Steuerschieber verbunden sind. 5 Öffnungen 16 und 17, von denen jede als Einlaß-

Eine bekannte Anlage der eingangs genannten Art, Öffnung dienen kann, wenn die andere als Auslaßdie als Greiferwindwerk verwendet wird, ist mit Öffnung verwendet wird. Zum Zweck der Erläuteeinem hydraulischen Hub- oder Haltewerksystem und rung wird hier angenommen, daß der Motor 14 die

einem hydraulischen Schließwerksystem ausgerüstet. Winde 13 in Aufwickelrichtung treibt, wenn die Öff-Dieses Greiferwindwerk ist so ausgestaltet, daß ein io nung 16 die Einlaßöffnung ist, und in Abwickelrichfehlerhaftes Zuschalten des Hub- oder Haltemotors tung, wenn die Öffnung 17 die Einlaßöffnung ist. Ob-

beim Greiferschließen und außerdem eine Schlapp- wohl es in der Zeichnung nicht dargestellt ist, kann

seilbildung und das dadurch bedingte selbsttätige angenommen werden, daß die Antriebsverbindung

Öffnen des Greifers vermieden wird. vom Motor 14 zur Winde 13 über ein Geschwindig-

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, für die 15 keitsreduziergetriebe erfolgt.

eingangs genannte Hubvorrichtung eine Steuerein- Die Geschwindigkeit und die Richtung der Beauf-

richtung für zwei Winden zu schaffen, die unter schlagung des Motors 14 werden von einem Ventil

bestimmten Bedingungen synchron nach einem be- 18 gesteuert, das wahlweise dazu dient, Druckmittel

stimmten Geschwindigkeits- und Richtungsschema unter Druck einer der Öffnungen 16 oder 17 zuzu-

und unter anderen Bedingungen unabhängig vonein· 20 messen, während es gleichzeitig Druckmittel aus der

ander betätigbar sein sollen. anderen Öffnung absaugt. Dieses Steuerventil 18 be-

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch steht aus einem Gehäuse mit fünf Öffnungen 19, 21, gelöst, daß in an sich bekannter Weise jeder Steuer- 22, 23 und 24, die zu Ringkammern 25 bis 29 führen, schieber einen Schieberkolben aufweist, der in seiner wobei die Öffnungen 19 und 24 mit einem Druckgeschlossenen Mittelstellung die in bekannter Weise 25 mitteltank 31, die Öffnungen 21 und 23 über Leitunmit einer Einrichtung zum Verringern der Förder- gen 32 bzw. 33 mit den Motoröffnungen 16 bzw. 17 menge beim Ansteigen des Abgabedruckes über einen und die Öffnung 22 über eine Zweigleitung 37, eine vorbestimmten Wert versehene Pumpe vom Flüssig- Leitung 35 und ein Absperrventil 36 mit einer Pumpe keitstank trennt und den zugehörigen Motor hydrau- 34 mit veränderlicher Fördermenge und mit ausgelisch blockiert und bei einer Verschiebung aus die- 3° glichenem Abgabedruck in Verbindung stehen. Die ser Mittelstellung in entgegengesetzte Richtungen Ringkammern 25 bis 29 umgeben eine Durchgangsfortschreitend einen Strömungsweg von der Pumpe bohrung, in die eine Ventilhülse 38 eingepreßt ist, zu der einen oder anderen Seite des Motors und die mit fünf in Längsrichtung im Abstand angeordgleichzeitig fortschreitend einen Strömungsweg von neten Sätzen von fluchtenden Radialkanälen 39 und der verbleibenden Seite des Motors zum Tank öffnet, 35 41 bis 44 versehen ist. Die Ventilhülse 38 enthält daß die Bewegung des Schieberkolbens einerseits einen gleitenden Ventilschieber 45, der mit zwei durch einen umsteuerbaren Elektromotor und an- Ringnuten 46 und 47 ausgerüstet ist, die drei im Abdererseits durch ein drehbares Rückkopplungsele- stand voneinander angeordnete Steuerflächen 48, 49 ment, dessen Drehzahl von der Laufgeschwindigkeit und 51 begrenzen. An seinen entgegengesetzt gerichdesjenigen Kabels abhängt, das zu der von dem 40 teten Enden ist der Ventilschieber 45 mit einem Paar zugehörigen Hydraulikmotor getriebenen Winde ge- fluchtender Drehbetätigungselemente 52 und 53 aushört, derart steuerbar ist, daß der Schieberkolben gerüstet, die gegen Längsbewegung relativ zu dem ein vorbestimmtes Verhältnis zwischen den Dreh- Gehäuse des Steuerventils festgelegt sind. Das innere zahlen und dem Drehsinn des Rückkopplungsele- Ende des Betätigungselements 52 hat die Form eines ments und des Elektromotors aufrechterhält, und daß 45 erweiterten Kopfes mit Rechtsgewinde, und dieser im Stromversorgungskreis der Elektromotoren ge- Kopf ist in eine Axialbohrung in dem Schieber 45 meinsame Steuerelemente für die gleichzeitige und eingeschraubt. Das Betätigungselement 53 andererpleichmäßige Steuerung der Drehzahlen und des seits ist mit dem Schieber durch eine Gleitverbindung Drehsinns aller Motoren und mehrere unabhängige mit einem Stift und einem Schlitz verbunden. Aus Steuerelemente jeweils für die Steuerung der Dreh- 5° Fig. 2 geht hervor, daß eine Drehung der Betätizahl eines einzelnen Motors liegen. gungselemente 52 und 53 in entgegengesetzten Rich-

Eine derartige Anlage, die relativ einfach und tungen verursacht, daß sich der Ventilschieber 45 billig ist, findet beispielsweise auf Lagerplätzen An- in Längsrichtung in entgegengesetzte Richtunwendung, auf denen Güter stark unterschiedlicher gen aus der gezeigten Neutralstellung heraus verLänge transportiert werden müssen, so daß je 55 schiebt.

nach den Umständen eine oder zwei Winden für Das Betätigungselement 53, das einen Teil eines

diesen Transport erforderlich sind. Rückkuppelungsgestänges für das Ventil 18 darstellt,

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der wird von einem Paar Rollen 54 angetrieben, zwischen

Ausbildung gemäß der Erfindung dargestellt. Es denen das Seil 15 der Winde 13 hindurchläuft. Da-

zeigt 60 her entspricht die Geschwindigkeit und die Dreh-

F i g. 1 in schematischer Darstellung eine Zwei- richtung dieses Betätigungselementes 53 der

windenanlage, die von Hand gesteuert wird, und Geschwindigkeit und Laufrichtung, d. h. der Laufge-

F i g. 2 einen Axialschnitt durch das in der Anlage schwindigkeit des Seiles 15. Das Betätigungsele-

verwendete Steuerventil. ment 52 andererseits ist das Eingangsbetätigungsele-

Gemäß Fig. 1 weist die Hubvorrichtung zwei 65 ment für das Ventil 18, und es wird durch einen gleiche Windeneinheiten 11 und 11' auf, die so ange- umkehrbaren Gleichstrommotor 55 über ein Geordnet sind, daß sie eine Last 12 heben und senken schwindigkeitsreduziergetriebe 56 angetrieben. Der können. Die Windeneinheit 11 besteht aus einer Motor 55 wird von einem allgemein üblichen Ver-

sorgungskreislauf 57 mit Energie versorgt, der eine Stromquelle 58, einen Hauptgeschwindigkeitsregelwiderstand 59 und ein Paar kombinierter An-Aus- und Umkehrschalter 61 und 62 einschließt. Die zwei Kipphebel der Schalter sind aneinandergekuppelt, und jeder ist mit drei Kontakten versehen, die mit U, S und D bezeichnet sind, was aufwärts, halt bzw. abwärts bedeutet.

Die Ausgangsleitungen 63 und 64 des Versorgungskreislaufes 57 sind mit dem Motor 55 über einen Nebenkreislauf 65 verbunden, der ein zweites Paar Umkehrschalter 66 und 67 und einen besonderen Geschwindigkeitsregelwiderstand 68 aufweist. Wie im Fall der Schalter 61 und 62 sind die Kipphebel der Schalter 66 und 67 zusammengekuppelt, und jeder ist mit Kontakten C/, S und D versehen, was aufwärts, halt und abwärts bedeutet.

Da die zwei Windeneinheiten 11 und 11' identisch sind, wie es vorher bereits erwähnt wurde, sind die Elemente der Einheit 11' mit denselben Bezugszahlen wie die entsprechenden Teile in der Einheit 11 bezeichnet, wobei jeder der Deutlichkeit halber ein

" Indexstrich hinzugefügt wurde.

Arbeitsweise

Wenn die Hubvorrichtung in Betrieb ist, wird die Förderpumpe 34 laufen, und das Absperrventil 36 wird offen sein.

Wenn sich die Umkehrschalter 66, 67, 66' und 67' in den gezeigten Stellungen befinden, werden die Versorgungskreisläufe für die Motoren 55 und 55' offen sein, und die Motoren stehen still. Unter diesen Bedingungen werden die Steuerventile 18 und 18' die in Fig. 2 gezeigte Neutralstellung einnehmen, in der jedes Ventil den Strom zu und von den Leitungen 32 und 33 oder 32' und 33' sperrt, und auf diese Weise den zugehörigen Hydraulikmotor 14 oder 14' blokkiert. Da in diesem Fall die Ventile 18 und 18' auch den Strom von den Zweigleitungen 37 und 37' sperren, ist der auf die Pumpe 34 ausgeübte Strömungs-. bedarf auch ein Minimum, und ihre Fördermenge ' wird automatisch auf einen kleinen Wert reduziert, der ausreicht, um die in der Anlage auftretenden .q-Leckverluste zu ersetzen.

Wenn die Winden 13 und 13' sich in Leerlaufstellung, aber unter Last befinden, zerstört ein Leckölverlust aus den Motoren 14 und 14' die hydraulischen Blockierungen, und die Last neigt dazu, sich abwärts zu bewegen.

Die vorliegende Anlage gleicht diesen Zustand von sich aus aus. Sobald somit bei Betrachtung derWindcneinheit 11 das Kabel 15 beginnt, sich abwärts zu bewegen, wird eine der Rollen 54 das Betätigungselement 53 in Richtung des Pfeiles A relativ zu dem Betätigungselement 52 drehen, das sich in Ruhelage befindet, und verursachen, daß sich der Ventilschieber 45 nach rechts verschiebt. Diese Bewegung des Ventilschiebers 45 verursacht, daß die Umfangsnut 46 die Öffnungen 21 und 22 verbindet und dadurch den Versorgungsweg über die Leitung 32 zu der Motoröffnung 16 öffnet und daß weiterhin die Nut 47 die Öffnungen 23 und 24 verbindet und einen Auslaßweg herstellt, der von der Motoröffnung 17 über die Leitung 33 zu dem Druckmitteltank 31 führt. Infolgedessen treibt der Motor 14 die Winde 13 zurück in ihre Ausgangsstellung. Da die Rollen 54 das Betätigungselement 53 und den Ventilschieber 45 in Richtung des Pfeiles B drehen, wenn das Seil 15 aufgewickelt wird, wird verständlich sein, daß der Ventilschieber 45 in die Neutralstellung zurückkehrt, wenn die Winde 13 sich in ihre Ausgangsstellung zurückbewegt. Dieselbe Rückiüh!bewegung tritt automatisch an der Windeneinheit 11' ein, und somit ist es offensichtlich, daß die Anlage ein Absinken der Last verhindert, wenn die Winden sich in der I.eerlaufstcllung befinden.

Um das linke Ende der Last 12 anzuheben, verschiebt die Bedienungsperson die Hebel der Schalter 61, 62, 65 und 67 in Richtung auf ihre U-Kontakte. um dadurch den Energiekreislauf für den Elektromotor 55 zu sehließen. Dieser Motor beginnt daher, das Vcntilbetätigungselement 52 in Richtung des Pfeiles B' mit einer Geschwindigkeit zu drehen, die durch die Einstellungen der Regelwiderstände 59 und 68 bestimmt wird. Da sich das Betätigungselement 53 ursprünglich in Ruhe befindet, verursacht diese Drehung des Elementes 52, daß sich der Ventilschieber 45 nach rechts verschiebt und einen Versorgungsweg von der Pumpe 34 zur Motoröffnung 16 und einen Rücklaufweg von der Motoröffnung 17 zum Tank 31 öffnet. Ein Öffnen dieses Strömungsweges verursacht, daß der Hydraulikmotor 14 die Winde 13 antreibt und das Seil 15 in Aufwickelrichtung bewegt. Wenn sich das Seil 15 aufwärts bewegt, dreht eine der Rollen 54 das Betätigungselement 53 und den Ventilschieber 45 in Richtung des Pfeiles B. Diese Drehung des Ventilschiebers 45 verringert seine Bewegung in Längsrichtung, und wenn die Geschwindigkeit des Seiles 15 einen Wert erreicht, bei dem die Drehgeschwindigkeiten der Betätigungselemente gleich sind, hört die Längsbewegung des Ventilschiebers 45 auf. Es sollte deutlich sein, daß der Abstand, um den sich der Ventilschieber 45 aus der Neutralstellung verschiebt, das Ausmaß bestimmt, in dem das Ventil 18 den Strom des ITydrauliköls zur Motoröffnung 16 drosselt. Außerdem sollte beachtet werden, daß, wenn sich das Ventil 18 öffnet und auf die Pumpe 34 einen Sirömungsbedarf ausübt, der mit der Pumpe verbundene Kompensator automatisch ihre Fördermenge erhöht, um den Druck in den Leitungen 35 und 37 im wesentlichen konstant zu halten.

Wenn die Geschwindigkeiten der Betätigungselemente 52 und 53 ungleich werden, wird sich der Ventilschieber 45 in Längsrichtung in diejenige Richtung verschieben, die den Hydraulikmotor 14 veranlaßt, die Gleichförmigkeit wieder herzustellen. Wenn beispielsweise die Bedienungsperson einen der Regelwiderstände 59 oder 68 einstellt, um die Geschwindigkeit des Elektromlors 55 zu erhöhen, wird sich der Ventilschieber 45 weiter nach rechts bewegen und verursachen, daß die Steuerfläche 49 einen größeren Teil des Radialkanals 42 freilegt. Dadurch wird der Durchlaß für den Ölstrom zur Motoröffnung 16 vergrößert und der Motor 14 veranlaßt, die Winde mit größerer Geschwindigkeit anzutreiben. Wenn das Betätigungselement 53 und der Ventilschieber 45 auf die neue Drehgeschwindigkeit des Betätigungselemten 52 beschleunigt worden sind, wird der Schieber seine Bewegung in Längsrichtung wieder beenden. Wenn andererseits eine Neueinstellung einer der Regelwiderstände 59 und 68 verursacht, daß der Motor 55 mit einer geringeren Geschwindigkeit läuft, wird sich der Ventilschieber 45 nach links verschieben, um den Durchlaß für den Ölstrom durch die Radialkanäle 42 zu verkleinern und auf diese Weise

eine Verringerung der Geschwindigkeit des Motors 14, des Seiles 15 und des Betätigungselementes 53 zustande zu bringen. Wenn einer der Sätze der Umkehrschalter 61, 62 oder 66, 67 in Richtung auf seine S-Kon takte verlagert wird, wird der Motor 55 anhalten, und der Ventilschieber 45 wird in die dargestellte Neutralstellung zurückgeführt.

Ein Absenken des linken Endes der Last 12 wird durch Umkehren der elektrischen Stromrichtung durch den Elektromotor 55 bewirkt. Das kann durch Verlagern eines, jedoch nicht beider der Sätze von Schaltern 61, 62 oder 66, 67 in Richtung auf ihre D-Kontakte erreicht werden. Wenn der Motor 55 das Betätigungselement 52 in Richtung des Pfeiles A' antreibt, verschiebt sich der Ventilschieber 45 aus seiner Neutralstellung nach links und verbindet die Motoröffnungen 17 und 16 mit der Pumpe 34 bzw. dem Tank 31. Unter diesen Bedingungen treibt der Motor 14 die Winde 13 in der Abwickelrichtung, und die Rolle 54 dreht das Betätigungselement 53 und den Ventilschieber 45 in Richtung des Pfeiles A. Wie im vorhergehenden Fall wird der Ventilschieber 45 ständig eine Längsstellung einnehmen, die verursacht, daß sich das Betätigungselement 53 mit derselben Geschwindigkeit wie das Betätigungselement 52 dreht.

Es sollte ohne weitere Erläuterung deutlich sein, daß das rechte Ende der Last 12 relativ zum linken Ende durch Verlagern der Schalter 66 und 67 in Richtung auf ihre S-Kontakte und durch Schließen des Stromkreislaufes für den Elektromotor 55' durch die Schalter 61, 62, 66' und 67' angehoben und abgesenkt werden kann.

Es sollte auch deutlich sein, daß, wenn die Hebel der Sätze von Schaltern 66, 67 und 66', 67' an ihren U-Kontakten liegen, beide Winden in Aufwickelrichtung angetrieben werden, wenn die Kipphebel der Schalter 61 und 62 in Richtung auf ihre U-Kontakte verlagert sind, und beide Winden in Abwickelrichtung getrieben werden, wenn die Kipphebel der Schalter 61 und 62 in Richtung auf ihre D-Kontakte verlagert sind. Unter diesen Bedingungen der gleichmäßigen Betätigung kann die Geschwindigkeit jedes der Seile 15 und 15' unabhängig durch Neueinstellung des zugehörigen Regelwiderstandes 68 oder 68' verändert werden, und die Geschwindigkeiten der beiden Seile können um gleiche Beträge durch Neueinstellung des Hauptregelwiderstandes 59 verändert werden. Durch Verlagern der Kipphebel eines der Sätze von Schalter 66, 67 und 66', 67' in Richtung a"f die D-Kontakte ist es auch möglich, eines der Seile zu veranlassen, sich in Aufwickelrichtung zu bewegen, während das andere in Abwickelrichtung bewegt wird.

Während die Umkehrschalter und die Regelwiderstände in der dargestellten Ausführungsform von Hand betätigt werden, ist es offensichtlich, daß diese Einrichtungen durch eine automatische Steueranlage betätigt werden können, wie z. B. eine Höhensteueranlage, die so konstruiert ist, daß sie die Ausrichtung und Lager der Last 12 in einer vorbeschriebenen Weise aufrechterhält oder ändert. Es wird auch deutlich sein, daß die Belastbarkeit der Hubvorrichtung durch einfaches Hinzufügen zusätzlicher Windeneinheiten einschließlich einer Zweigleitung, die der Leitung 37' ähnlich ist, und eines elektrischen Zweigkreises, ähnlich dem Kreis 65', für jede hinzugefügte Einheit erweitert werden kann.

Claims

Patentansprüche:

1. Hubvorrichtung mit zwei Winden, die durch umsteuerbare Hydraulikmotoren angetrieben werden, die mit einer Pumpe mit veränderlicher Fördermenge jeweils über einen Steuerschieber verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise jeder Steuerschieber (18 oder 18') einen Schieberkolben (45) aufweist, der in seiner geschlossenen Mittelstellung die in bekannter Weise mit einer Einrichtung zum Verringern der Fördermenge beim Ansteigen des Abgabedruckes über einen vorbestimmten Wert versehene Pumpe (34) vom Flüssigkeitstank (31) trennt und den zugehörigen Motor (14 oder 14') hydraulisch blockiert und bei einer Verschiebung aus dieser Mittelstellung in entgegengesetzte Richtungen fortschreitend einen Strömungsweg von der Pumpe zu der einen oder anderen Seite des Motors und gleichzeitig fortschreitend einen Strömungsweg von der verbleibenden Seite des Motors zum Tank öffnet, daß die Bewegung des Schieberkolbens einerseits I durch einen umsteuerbaren Elektromotor (55 oder 55') und andererseits durch ein drehbares Rückkoppelungselement (ein Paar Rollen 54 oder 54') dessen Drehzahl von der Laufgeschwindigkeit desjenigen Kabels (15 oder 15') abhängt, das zu der von dem zugehörigen Hydraulikmotor getriebenen Winde (13 oder 13') gehört, derart steuerbar ist, daß der Schieberkolben ein vorbestimmtes Verhältnis zwischen den Drehzahlen und dem Drehsinn des Rückkoppelungselementes und des Elektromotors aufrechterhält, und daß im Stromversorgungskreis der Elektromotoren gemeinsame Steuerelemente (59, 61, 62) für die gleichzeitige und gleichmäßige Steuerung der Drehzahlen und des Drehsinns aller Motoren und mehrere unabhängige Steuerelemente (68 und 68') jeweils für die Steuerung der Drehzahl eines einzelnen Motors liegen.

2. Hubvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes unabhängige Steuerelement (68, 68') Mittel (66, 67 cder 66', 67') für i die unabhängige Umsteuerung des ihm zugeordneten Elektromotors (55 oder 55') einschließt.

3. Hubvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromversorgungskreis einen gemeinsamen Abschnitt (57) mit einer Gleichstromquelle und parallele Zweigabschnitte (65 und 65') mit den Elektromotoren (55 und 55') enthält, die Gleichstrommotoren sind, daß die gemeinsamen Steuerelemente in dem gemeinsamen Abschnitt Umkehrschalter (61,62) und einen Stromreglcr (59) aufweisen und daß jedes unabhängige Steuerelement in dem zugehörigen parallelen Zweigabschnitt einen Stromregler (68 oder 68') aufweist.

4. Hubvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel für die Umsteuerung in jedem unabhängigen Steuerelement aus einem Umkehrschalter (66, 67 oder 66', 67') in dem zugehörigen parallelen Zweigabschnitt (65 und 65') bestehen.

5. Hubvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsamen Steuerelemente (61,62) gleichzeitig alle Elektromotoren (55, 55') anhalten können.

6. Hubvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes unabhängige Steuerelement (66,67; 66', 67') den Elektromotor (55 oder 55') anhalten kann, mit dem es verbunden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

copy ^009547/125