DE1935687C3 - Vorrichtung zum Regeln der Schwenkbewegungen eines schwimmenden Schneidkopfsaugbaggers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Regeln der Schwenkbewegungen eines schwimmenden Schneidkopfsaugbaggers mittels alternierend fierend und holend wirkender Seilwinden, bei der während des Holens der in der einen Richtung holend wirkenden Winde die in der anderen Richtung fierend wirkende Winde in Abhängigkeit von der Belastungsänderung der Holwinde abbremsbar ist.

Aus der VDI-Zeitschrift 1959, Nr. 35, Seiten 1691 bis ist es bekannt, bei einer solchen Vorrichtung die Seitenwinden für einen Schneidkopfbagger durch Ε-Motoren anzutreiben. Die beiden Windenmotoren sind hierbei als fremdbelüftete Gleichstrom-Nebenschlußmaschinen ausgebildet, die in Leonard-Ward-Schaltung durch je einen von einem Dieselmotor angetriebenen Krämer-Generator gesteuert werden.

ledern Motor ist ein Feldsteller zugeordnet. Während des Betriebs sind die Feldstärken derart eingestellt, daß jeder Motor mit Soll-Drehzahl rotiert.

Stellt sich nun beispielsweise ein Betriebszustand ein, ; bei welchem der Schneidkopf auf eine harte Schicht aufläuft, angehoben und dadurch, mit seiner eigenen Drehzahl zu einem Antriebsorgan wird, welches sich wie ein Ritzel über den Boden bewegt und versucht, das Schiff mit großer Geschwindigkeit zu schwenken, so

in ändert sich zwar die Belastung am Motor der holend wirksamen Winde, jedoch wird diese Belastungsänderung nicht in Form eines Signals oder eines Impulses an den Motor der fierend wirksamen Winde übermittelt. Vielmehr ändert sieh die Belastung an der fierend

r> wirksamen Winde dadurch, daß der nun antreibende Schneidkopf versucht, die Drehzahl des zugeordneten Winden.motors zu erhöhen. Ein solches Vorhaben läßt aber die Feldregelung des Motors nicht zu. Die Folge ist, daß der Motor jetzt die Funktion einer Bremse wahrnimmt, wobei die Bremswirkung von dem Maß der Drehzahlerhöhung unmittelbar abhängig ist.

Bei dieser Vorrichtung ist demnach nicht eine sofort ansprechende Bremsung möglich, sondern eine Bremsung, die nicht ausreicht, um die auftretenden Probleme beherrschen zu können. Es ist dieser Druckschrift keine Bremsung beispielsweise des der fierend wirksamen Winde zugeordneten Motors entnehmbar, welche von der Belastung des der holend wirksamen Winde zugeordneten Motors direkt gesteuert wird. Vielmehr

jo wird der Motor nur von der eigenen Belastung gesteuert.

Es ist auch davon die Rede, daß ein gemeinsamer Betrieb beider Winden mit einer Servo-Steuerung möglich ist, wobei ein Servo-Motor mit Folgesteuerung

J5 die Feldsteller antreibt. Hieraus gehl aber nur hervor, daß bei einer bestimmten mit Handrad eingestellten Soll-Drehzahl der Servo-Motor die beiden Feldsteller in die verlangte Lage bringt.

Ferner zeigt die US-PS 32 06 875 eine Vorrichtung zum Regeln der Schwenkbeweguiigen eines schwimmenden Schneidkopfsaugbaggers. Hierbei wird die Drehzahl von in Reihe hintereinander geschalteter Hydraulikmotoren für die Schwenkwinden ausschließlich durch die Handbetätigung entsprechender Ventile eingeregelt. Dabei wird mit Hilfe eines Ventils Fluid aus dem Kreislauf zwischen den Hydraulikmotoren abgezapft, um die Drehzahl des jeweils in Strömungsrichtung des Fluids nachgeschalteten Hydraulikmotors herabzusetzen. Auf dkise Weise ist die Drehzahl der Hydraulikmotoren und damit die Spannung in den Schwenkkabeln nur sehr ungenau bestimmbar, weil der Bedienungsmann die verschiedenen Einflüsse auf die Spannung der Schwenkseite, wie z. B. wechselnde Wind- und Strömungsverhältnisse oder ein Auflaufen des Schneidkopfs, zwangsläufig erst mit erheblicher zeitlicher Verzögerung erkennen und nach der Feststellung der Ursache sowie der Entscheidung, welche Gegenmaßnahmen getroffen werden müssen, wiederum durch Handbetätigung eines Ventils zeitlich verzögert reagieren kann.

Zusätzlich muß der Bedienungsmann aber auch noch ein weiteres Ventil von Hand betätigen, mit dessen Hilfe unter Druck stehendes Fluid entweder in den Kreislauf zwischen den beiden Hydraulikmotoren oder in den Kreislauf zwischen einem der Hydraulikmotore und einem Steuerventil eingespeist werden kann, um auf diese Weise die Druckverhältnisse auf den Ein- und Ausgangsseiten der beiden Hydraulikmotore im Sinne

einer Drehzahlvariation zu ändern.

Durch die Handbetätigung der Ventile kann somit die für den reibungslosen Arbeitsablauf eines Schneidkopfbaggers erforderliche stetige Spannung in den Schwenkseilen so gut wie gar nicht eingehalten werden. Durch äußere Einflüsse bedingte Spannungsänderungen können nur mit erheblicher zeitlicher Verzögerung behoben werden, was jedoch gegebenenfalls dazu führen kann, daß der Bedienungsmann die Spannung eines Seils z. b. vergrößert anstatt sie zu reduzieren, weil ι ο sich die äußeren Einflüsse zwischen der erstmaligen Wahrnehmung der Ursache und der Reaktion hierauf an den Ventilen bereits wieder geändert haben können. Ein wirkungsvoller wirtschaftlicher Betrieb eines derartig ausgebildeten und steuerbaren Schneidkopfsaugbag- π gers dürfte demnach nur bedingt möglich sein.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Verrichtung der bezeichneten Art zum Regeln der Schwenkbewegungen eines Schneidkopfsaugbaggers zu schaffen, bei welcher die Spannung der Schwenkseile in allen Betriebssituaticnen aufrechterhalten werden kann ohne aber unnötige Spannkräfte in die Seile einzuleiten, die dann zu beträchtlichen Energieverlusten und zusätzlichen Abnutzungserscheinungen führen.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht in den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Demnach besteht der Kern der Erfindung in der selbsttätigen Anpassung der Bremswirkung eier jeweils fierend wirksamen Winde an die Größe der Belastungsändcrung der jeweils holend wirksamen Winde. Die Größe der jeweiligen Belastung an der Holwinde bildet somit den Ausgangswert für die Bemessung und die Einstellung der Bremskraft an der Fierwinde. Das Bedienungspersonal hat somit keine Möglichkeit mehr, durch manuelle Handhabung auf die Spannung der Seile der Fier- und Holwinde einzuwirken. Somit können selbst bewußt keine Bedienungsfehler gemacht werden, die zu Störungen im Betriebsablauf führen.

Durch die erfindungsgemäße Koppelung der Bremssteuerung für die jeweils fierend wirksame Winde mit den Mitteln, die die Belastung der Holwinde messen, wird folglich ohne einen äußeren Eingriff die Spannung im Seil der Fierwinde selbsttätig sofort an die Belastungsverhältnisse des Seils der Holwinde angepaßt. Tritt z. B. dadurch eine Belastungsänderung am Seil der Holwinde ein, daß sich der Schneidkopfsaugbagger schneller als das Stil der Holwinde bewegt, z. B. wenn die Windendrehzahl während einer Verlagerung des Schneidkopfsaugbaggers vermindert wird, oder wenn Wind bzw. Strömung den Schneidkopfsaugbagger plötzlich schneller als vorher bewegen oder wenn ein überschneidender Schneidkopf sich freiläuft, dann wird die Bremswirkung der Fierwinde noch im selben Augenblick erhöht, in dem sich die Belastung des Antriebs der Holwinde unter den durch die Arbeitsbedingungen vorgegebenen Wert verringert. Andererseits wird die Bremswirkung der Fierwinde gesenkt, wenn sich die Belastung des Antriebs der Holwinde über den e>o vorgegebenen Wert erhöht. Bewegungen des Schneid= kopfsaugbaggers können somit selbsttätig in einfacher Weise geregelt werden, so daß sich der Bedienungsmann des Schneidkopfsaugbaggers konzentriert auf den eigentlichen Schneidvorgang und dessen Überwachung einstellen kann.

Die Antriebe der Hol- und der Fierwinde können zwar elektrisch ausgebildet sein; bevorzugt wird jedoch im Rahmen der Ansprüche 2 und 3 ein hydraulischer Antrieb für die Winden vorgeschlagen, wobei diu steuerungstechnische Abhängigkeit der beiden Winqenmotoren in diesen Ansprüchen näher gekennzeichnet ist.

Wenn demzufolge jede Winde von je einem in einem Versorgungskreis angeordneten Hydraulikmotor angetrieben ist, kann eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung darin bestehen, daß in den Versorgungskreis des Hydraulikmotors für die fierend wirksame Winde ein regelbares Drosselventil eingegliedert ist, dessen Regelelement mit der Druckleitung des Versorgungskreises für den Hydraulikmotor der holend wirksamen Winde verbunden ist.

Dabei bestimmt der Druck im Versorgungskreis des Hydraulikmotors für die fierend wirksame Winde die Stellung des Drosselventils. Das Drosselventil ist hier bis über eine bestimmte Belastung eier Holwinde hinaus voll geöffnet. Wenn sich die Belastung jedoch bis unter den vorbestimmten Wert verringert und somit der Druck im Versorgungskreis sinkt, -<ί& das Drosselventil mehr oder wenige"· geschlossen. Dr-raus ergibt sich bei der Fierwinde eine erhöhte Bremswirkung aufgrund der verminderten Belastung der Holwinde.

Wird die Vorrichtung weiter mit einem regelbaren Drosselventil versehen, das in den Versorgungskreis jedes Hydraulikmotors eingegliedert ist, wobei jeder Versorgungskreis ein Steuerventil zur Änderung der Drehrichtung des jeweiligen Hydraulikmotors aufweist, so kennzeichnet sich eine weitere Ausführungsforin der Erfindung dadurch, daß in eine Steuerleitung zwischen dem Drosselventil und dem Versorgungskreis des einen Hydraulikmotors ein Selektorventil eingegliedert ist, das außerdem an die Abflußleitung des Versorgungskreises des anderen Hydraulikmotors angeschlossen ist, wobei das Selektorventil das Regelelement des Drosselventils in der einen Stellung mit der zu dem einen Hydraulikmotor führenden Druckleitung und in der anderen Stellung mit der zum anderen Hydraulikmotor führenden Ahflußleitung verbindet.

Wenn beispielsweise ein Windenseil zur Versetzung des Ankers gefiert werden muß, wird die Winde mittels eines bekannten Regelventils in entgegengesetzter Richtung angetrieben. Das Selektorventil wird dann automatisch in die Stellung gebracht, bei der das Drosselventil im Versorgungskreis für den Hydraulikmotor der fierend wirksamen Winde an der Abflußleitung dieses Versorgungskreises angeschlossen isi. Daraus ergibt sich, daß das Drosselventil von seinem Riegelelement in eine voll geöffnete Stellung gebracht wird, da die Abflußleitung des Versorgungskreises durch die andere Stellung des Regelventils an die Druckleitung angeschlossen ist.

Γ/ie Erfindung ist nachstehend anhand eines Schaltplans für eine Ausführungsform der Vorrichtung mit Hydraulikmotoi Ui näher erläutert.

Ein Hydraulikmotor 1 ist für eine Backbord- oder fierend wirksame Winde und ein Hydraulikmotor 2 ist für eine Steuerbord- oder holend wirksame Winde eines Schneidkopfsaugbaggers vorgesehen.

Ein Versorgungskreis für den Hydraulikmotor 1 der fierend wirksamen Winde umfaßt einen Vorratsbehälter 3. eine Pumpe 4 ein Regelventil 5, eine Druckleitung 6 und eine Abflußleitung 7. In die Druckleitung 6 ist ein Druckregler 8 eingegliedert, der auf einen festen Wert eingestellt ist, um eine minimale Bremskraft zu gewährleisten. Der Druckregler 8 wird von einer ein Rückschlagventil 10 aufweisenden Leitung 9 über-

brückt. Auf diese Weise wird der Druckregler 8 umgangen, wenn das Hydraulikfluid in Richtung des Pfeils A durch die Druckleitung 6 fließt. Dies ist der Fall, wenn das Regelventil 5 nach rechts in eine Stellung bewegt wird, wie sie im Versorgungskreis für den \ lydraulikmotor 2 dargestellt ist.

In den Versorgungskreis für den Hydraulikmotor I der Fierwinde ist in die Druckleitung 6 ferner ein Drosselventil 11 eingegliedert, das ebenfalls von einer ein Rückschlagventil 13 aufweisenden Leitung 12 überbrückt wird. Das Rückschlagventil 13 und die Leitung 12 haben die gleiche funktion wie das Rückschlagventil 10 und die Leitung 9.

Der Versorgungskreis für den Hydraulikmotor 2 der Holwinde umfaßt einen Vorratsbehälter 14. eine Pumpe 15, ein Regelventil 16. eine Druckleitung 17. eine Abflußleitung 18,einendem Druckregler8entsprechenden Druckr

ein Drosselventil 20.

Drosselventil Il entspricht und ebenso wie dieses von einer ein Rückschlagventil aufweisenden Leitung überbrückt wird.

Eine Steuerleitung 21 führt vom Drosselventil 11 zu einem Selektorventil 22. das eine Verbindung zur Abflußleitung 7 des Versorgungskreises für die Fierwinde oder zur Druckleitung 17 des Versorgungskreises für die Holwinde, d. h. zur Leitung mit dem höchsten Druck herstellen kann.

Das Drosselventil 20 ist über eine Steuerleitung 24 an ein Selektorventil 25 angeschlossen, das auf die gleiche Weise wie das Selektorventil 22 eine Verbindung zu jeweils einer der Leitungen 6 und 18 herstellen kann.

Der Hydraulikmotor 2 wird gemäß der dargestellten Position der in den Versorgungskreisen für die Hydraulikmotore 1 und 2 vorgesehenen Regelventile 5 und 16 angetrieben. Das hat zur Folge, daß die Holwinde eine Zugwirkung ausübt. Der hohe Druck in der Druckleitung 17 wird über das Selektorventil 22 und die Steuerleitung 21 auf das Drosselventil 11 im Versorgungskreis für die Fierwinde übertragen. Dadurch wird das Drosselventil 11 normalerweise in voll geöffneter Stellung gehalten.

Der Versorgungskreis für den Hydraulikmotor 1 wird durch das Regelventil 5 kurzgeschlossen, so daß der Hydraulikmotor 1 gleichzeitig frei laufen kann und der Fluß des Hydraulikfluids im Versorgungskreis vom Druckregler 8 gebremst wird.

Wenn die Beanspruchung des Hydraulikmotor* 2 aus irgendeinem Grunde vermindert wird, fälli der Druck in der Druckleitung 17 ab und folglich auch der auf das Regelelement des Drosselventils 11 ausgeübte Druck. Dadurch wird das Drosselventil 11 von einer Feder 27 in eine Stellung verlagert, in welcher der Fluß des Hydraulikfluids in der Druckleitung 6 gedrosselt und somit die Bremswirkung des Hydraulikmotors 1 erhöht wird. Ein Sicherheitsventil 28 ist mit einer die maximale Bremskraft begrenzenden Stciicrleitung 29 versehen, die das völlige Blockieren des bremsenden Motors verhindert. Somit hängt eine erhöhte bzw. verminderte Bremswirkung der Fierwinde jeweils von der Vcrminclcriing bzw. Erhöhung der unter einem bestimmten Wert liegenden Last der 1 lolwinde ab.

Wenn der Anker am Seil der vom Hydraulikmotor I angetriebenen Fierwinde versetzt und deshalb die Drehrichtung der Fierwinde umgekehrt werden muß. wird das Regelventil 5 voll nach links bewegt und somit der Abflußleitung 7 hoher Druck zugeführt. Der Hydraulikmotor 1 wird dann in der gleichen Richtung wie in dem Fall angetrieben, in dem er während der Verschiebung des Schneidkopfsaugbaggers vom sich abwickelnden Seil angetrieben wird. Die Abflußleitung 7 sieht mit dem Regelelement des Drosselventils 11 über dl·- Selektorventil 22 in Verbindung. Wird das Regelelement unter Druck gesetzt und das Drosselventil 11 geöffnet, ist es möglich, den Drehsinn des Hydraulikmotors 1 umzukehren.

Wenn die Regelventile 5 und 16 in eine Stellung gebracht werden, bei der der Hydraulikmotor I angetrieben wird und der Hydraulikmotor 2 bremst, dann erfüllen der Druckregler 19, das Drosselventil 20 sowie das Selektorventil 25 in bezug auf den Hydraulikmotor 2 die gleiche Funktion wie der Druckregler 8, das Drosselventil 11 und das Selektorventil 22 in bezug auf den Hydraulikmotor 1.

Es ist schließlich noch zu beachten, daß mit den Selektorventilcn 22 und 25 Ventile gemeint sind, bei denen zwischen zwei Sitzen 21' und 26 beispielsweise eine K.ugei A3 angeordnet ist, die je nach uei Sl-uc. an der ein höherer Druck auftritt, den einen oder den anderen Sitz schließt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Regeln der Schwenkbewegungen eines schwimmenden Schneidkopfsaugbaggers mittels alternierend fjerend und holend wirkender Seilwinden, bei der während des Holens der in der einen Richtung holend wirkenden Winde die in der anderen Richtung fierend wirkende Winde in Abhängigkeit von der Belastungsänderung der Holwinde abbremsbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der holend wirkenden Winde Mittel zum Abgriff ihrer Belastung angeordnet sind, deren Wert derart einer Bremssteuerung für die fierend wirkende Winde zugeführt wird, daß unterhalb eines vorgegebenen Werts der Holwindenbelastung die Bremswirkung der Fierwinde bei abnehmender Holwindenbelastung vergrößert und die Bremswirkung der Fierwinde bei zunehmender Holwindenbelastung reduziert wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der jede Winde von je einem in einem Versorgungskreis angeordneten Hydraulikmotor angetrieben ist, dadurch gekennzeichnet, daß in den Versorgungskreis des Hydraulikmotors (1 bzw. 2) für die fierend wirkende Winde ein regelbares Drosselventil (11 bzw. 20) eingegliedert ist, dessen Regelelement mit der Druckleitung (17 bzw. 6) des Versorgungskreises für den Hydraulikmotor (2 bzw. 1) der holend wirkenden Winde verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der in den Versorgupgskreis jedes Hydraulikmotors ein regelbares Drosselventil eingegliedert ist und jeder Versorgungskreis eis/ Steuer /entil zur Änderung der Drehrichtung des jeweiligen Hydraulikmotors aufweist, dadurch gekennzeichne .daß in eine Steuerleitung (21 bzw. 24) zwischen dem Drosselventil (11 bzw. 20) und dem Versorgungskreis des einen Hydraulikmotors (2 bzw. 1) ein Selektorventil (22 bzw. 25) eingegliedert ist, das außerdem an die Abflußleitung (7 bzw. 18) des Versorgungskreises des anderen Hydraulikmotors (1 bzw. 2) angeschlossen ist, wobei das Selektorventil (22 bzw. 25) das Regelelement des Drosselventils (11 bzw. 20) in der einen Stellung mit der zu dem einen Hydraulikmotor (2 bzw. 1) führenden Druckleitung (17 bzw. 6) und in der anderen Stellung mit der zum anderen Hydraulikmotor (1 bzw. 2) führenden Abflußleitung (7 bzw. 18) verbindet.