DE1988742U - Hydraulischer wippwerksantrieb fuer wippkraene od. dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Wippwerksantrieb für Wippkräne oder sonstige, mit schwenkbaren Auslegern od. dgl. arbeitende Kräne.

Es ist bekannt, zu diesem Zweck am Krangestell oder Kranaufbau einen von einem Druckmittel wie vorzugsweise Drucköl gespeisten Hydraulikzylinder zu lagern, dessen Kolben mit seiner Kolbenstange am Kranausleger angreift und der je nach seiner Beaufschlagung von der einen oder anderen Zylinderseite her das Einziehen oder das Ausfahren des Auslegers bewirkt. Da der Kolben an einer Seite mit der Kolbenstange verbunden ist, wird er beim Einziehen des Auslegers nur auf einer Ringfläche mit Drucköl beaufschlagt, während er beim Ausfahren des Auslegers auf seiner vollen Kolbenkreisfläche beaufschlagt wird. Es ist hierbei auch schon vorgeschlagen worden, durch den Motor des Motor-Pumpen-Aggregates zwei Pumpen von verschiedener Größe bzw. Fördermenge antreiben zu lassen, von denen die größere Pumpe eine der Ringfläche des Kolbens entsprechende Fördermenge hat und lediglich die Einfahrkammer des Hydraulikzylinders mit Drucköl od. dgl. speist, während die größere Pumpe und die kleinere Pumpe zusammen eine der vollen Kolbenkreisfläche entsprechende Gesamtfördermenge haben und gemeinsam die Ausfahrkammer des Hydraulikzylinders mit Drucköl speisen. Dadurch wird erreicht, dass bei gleicher Motordrehzahl sowohl beim Einfahren als auch beim Ausfahren des Auslegers die gleiche Kolbengeschwindigkeit und damit die gleiche Wippgeschwindigkeit des Wippwerkes erzielt wird. Bei hydraulischen

Systemen der in Rede stehenden Art ist es an sich bekannt, in das Leitungssystem einen Ölvorratsbehälter einzuschalten, welcher zum Ausgleich dient, überschüssige Ölmengen aufnimmt, speichert und zusätzlich benötigte Ölmengen wieder abgibt. Die bisher bekannten Einrichtungen dieser Art sind verhältnismäßig kompliziert, sie haben z.B. zwei Rückschlagventile und außerdem zwei Sicherheits- oder Überdruckventile, die aber unabhängig voneinander arbeiten.

Durch die Erfindung wird bezweckt, den Wippwerksantrieb zu vereinfachen und seine Funktion besser zu sichern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Absperrorgane von einem Regelventil gebildet sind, dessen an die Druckmittelleitungen über Querleitungen angeschlossene Eintrittskammern durch einen Ventilschieber alternativ über eine an einen Mittelraum angeschlossene Leitung mit dem Ölvorratsbehälter verbunden werden. Das Öl in diesem Vorratsbehälter steht vorteilhaft unter einer dauernden Vorspannung, z.B. unter der Wirkung eines Luftpolsters oder eines sonstigen Druckmittels oder Druckorganes.

Bei Hydraulikzylindern mit Arbeitskolben, deren Kolbenstange unter entsprechender Abdichtung durch die

Bohrung des Zylinderdeckels bzw. -bodens nach außen geführt werden muß, besteht ferner die Aufgabe, diese Kolbenstangendurchführung auch bei längerer Betriebszeit dicht zu halten, damit einerseits kein Lecköl nach außen dringen kann und andererseits ein Druckabfall in der dieser Durchführung benachbarten Zylinderkammer vermieden wird. Die Lösung dieser Aufgabe ist besonders dann schwierig, wenn in der betreffenden Zylinderkammer dauernd hohe Druckschwankungen auftreten, wie dies z.B. bei einem Wippwerksantrieb gemäß der vorstehend gekennzeichneten Erfindung der Fall ist. Da die von den Ölpumpen erzeugten Drücke bis zu 80 und 120 Atm. betragen können, wird die Dichtung an der Durchführungsstelle ständig Druckschwankungen von 0 bis 120 Atm. unterworfen. Gemäß einer weiteren, vorzugsweise bei einem Wippwerksantrieb der vorstehenden Art zur Anwendung kommenden, gegebenenfalls aber auch bei sonstigen Einrichtungen mit Hydraulikzylindern verwendbaren Erfindung ist der Zylinder an der Durchführungsstelle der Kolbenstange mit einer Vorkammer versehen, die an einen unter einer dauernden Vorspannung von einigen Atmosphären stehenden Druckmittelvorratsbehälter angeschlossen ist. Dadurch wird ein gleichmäßiger Anpressdruck der Dichtung an die Kolbenstange, eine besonders gute Abdichtung und eine verhältnismäßig geringe mechanische Beanspruchung und Alterung der Dichtung erreicht.

In der Zeichnung ist die Erfindung in zwei Ausführungsformen beispielsweise veranschaulicht.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Wippkran mit einem Wippwerksantrieb gemäß der Erfindung,

Fig. 2 zeigt schematisch den eigentlichen Wippwerksantrieb mit Hydraulikzylinder, Pumpen und Leitungssystem, und

Fig. 3 zeigt schematisch einen Hydraulikzylinder mit Vorkammer in Anwendung bei einem Wippwerksantrieb.

Als Anwendungsbeispiel für den Wippwerksantrieb gemäß der Erfindung ist in Fig. 1 ein Portal-Wippkran dargestellt, der im wesentlichen aus einem auf Schienen verfahrbaren Kranportal 1, einem drehbaren Maschinenhaus 2 mit einem Aufbau 3 und einem Ausleger 4 besteht. Von dem Wippwerksantrieb ist in Fig. 1 der Hydraulikzylinder 5 und dessen Kolbenstange 6 angedeutet. Der Hydraulikzylinder 5 ist um die Achse 7 drehbar an dem Aufbau 3 gelagert, während das freie Ende der Kolbenstange 6 am Ausleger 4 um die Achse 8 drehbar gelagert ist. Der Ausleger 4 selbst kann um die Achse 9 wippen, wenn die Kolbenstange 6 aus dem Hydraulikzylinder 5 herausgeschoben bzw. in denselben eingezogen wird.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, hat der Hydraulikzylinder 5 an seinem der Kolbenstange 6 gegenüberliegenden, geschlossenen Ende ein Lagerauge 10, mit welchem er auf der Drehachse 7 am Kranaufbau 3 gelagert ist. Entsprechend ist das freie Ende der Kolbenstange 6 mittels eines Lagerauges 11 auf der Drehachse 8 am Ausleger 4 gelagert. Der am anderen Ende der Kolbenstange 6 befestigte Kolben 12 teilt den Innenraum des Hydraulikzylinders 5 in eine Einfahrkammer 13 und eine Ausfahrkammer 14. Der Kolben 12 wird beim Einfahren durch den Druck in der Einfahrkammer 13 auf einer Ringfläche F[tief]r, die sich aus der Differenz zwischen dem Durchmesser des Kolbens 12 und dem Durchmesser der Kolbenstange 6 ergibt, beaufschlagt. Beim Ausfahren dagegen wird der Kolben 12 durch den Druck in der Ausfahrkammer 14 auf der gesamten Kolbenfläche F[tief]k beaufschlagt.

Der Hydraulikzylinder 5 wird mit Drucköl gespeist, welches den beiden Zylinderkammern 13, 14 von zwei starr miteinander gekuppelten Pumpen 15 und 16 zugeführt wird. Die beiden Pumpen 15, 16 werden von einem gemeinsamen Elektromotor 17 über eine elastische Kupplung 18 angetrieben, deren eine Seite zugleich als Bremsscheibe dient. Der Elektromotor 17 kann so gesteuert werden, dass er wahlweise in der einen oder in der anderen Drehrichtung umläuft. Dabei arbeiten die Pumpen 15 und 16 zeitweise als Pumpen, wobei sie Energie vom Elektromotor 17 aufnehmen, und zeitweise als Motoren, wobei sie Energie an den Elektromotor 17 abgeben.

Die größere Pumpe 15 steht einerseits durch eine Hauptleitung 19 mit der Einfahrkammer 13 und andererseits durch eine Hauptleitung 20 mit der Ausfahrkammer 14 des Hydraulikzylinders 5 in Verbindung. Die Hauptleitungen 19 und 20 sind durch Querleitungen 21, 22 mit den Seitenräumen 23 bzw. 24 eines Regelventils 25 verbunden, dessen Mittelraum 26 durch einen Ventilschieber 27 je nach den Druckverhältnissen mit dem einen Seitenraum 23 oder mit dem anderen Seitenraum 24 in Verbindung gesetzt wird.

An den Mittelraum 26 des Regelventils 25 ist eine Ausgleichsleitung 28 angeschlossen, die in einen Ölvorratsbehälter 29 mündet. Das im demselben befindliche Öl 30 steht ständig unter einem Druck von einigen, z.B. 4 bis 6 Atmosphären, der z.B. durch im oberen Teil des Ölvorratsbehälters 29 befindliche komprimierte Luft 31 auf den Ölspiegel ausgeübt wird.

Die kleinere Pumpe 16 ist einerseits durch eine Leitung 32 an die Ausgleichsleitung 28 und andererseits durch eine Leitung 33 an die Hauptleitung 20 angeschlossen.

Ein weiterer wesentlicher Erfindungsgedanke ist in Fig. 3 veranschaulicht. Der Hydraulikzylinder 5 ist hier an der Durchführungsseite der Kolbenstange 6 mit einer Vorkammer 34 versehen, die von der Einfahrkammer 13 des Hydraulikzylinders 5 durch eine Zwischenwand 35 getrennt ist. In der Durchführungsbohrung der Zwischenwand 35 sind Dichtungen 36 angeordnet. Die Durchführung der Kolbenstange 6 durch die Außenwand 37 der Vorkammer 34 ist mit einer Außendichtung 38 versehen.

Die Vorkammer 34 steht nun durch eine Leitung 39 mit einem Vorratsbehälter 40 in Verbindung, der teilweise mit einer Flüssigkeit 41, vorzugsweise mit Öl gefüllt ist, welches unter einer ständigen Vorspannung von einigen, z.B. 4 bis 6 Atmosphären steht. Dieser Druck wird gemäß dem Ausführungsbeispiel durch ein über dem Flüssigkeitsspiegel im Vorratsbehälter befindliches Luftpolster 42 erzeugt.

Die Wirkungsweise des vorstehend beschriebenen hydraulischen Wippwerksantriebes ist folgende:

Wenn die Kolbenstange 6 beispielsweise etwa die Querschnittsfläche F[tief]s - 1 und die volle Kolbenkreisfläche F[tief]k - 3 ist, so hat die Ringfläche F[tief]r des Kolbens 12 die Größe 3 - 1 - 2. Wenn nun die Fördermenge der größeren Pumpe 15 entsprechend der Ringfläche F[tief]r mit der Größe 2 mit 100 S angesetzt wird, so muß die kleinere Pumpe 16 eine Fördermenge von 50 S haben, damit beide Pumpen 15 und 16 zusammen mit einer Fördermenge von 150 S der vollen Kolbenfläche F[tief]K mit der Größe 3 entsprechen. Dann sind die Fördermengen der beiden Pumpen im Verhältnis zu den Kolbenbeaufschlagungsflächen so bestimmt, dass bei gleicher Motordrehzahl gleiche Wippgeschwindigkeiten beim Ein- und Ausfahren auftreten.

Die Pumpe 15 fördert über die Hauptleitung 19 Drucköl in die Einfahrkammer 13 des Zylinders 5. Durch die Hauptleitung 20 strömt dann aus der Ausfahrkammer 14 dieselbe Fördermenge wieder in die Pumpe 15 hinein. Es wird aber aus der Ausfahrkammer 14 mehr

Öl herausgedrückt als die Pumpe 15 aufnehmen kann, und zwar bei dem obigen Zahlenbeispiel 50 S mehr. Diese Überschussmenge wird durch die Leitung 33 von der kleineren Pumpe 16 angesaugt und durch die Leitung 32 über die Ausgleichsleitung 28 in den Ölvorratsbehälter 19 gedrückt. Daher steigt beim Einfahren des Kranauslegers der Ölspiegel in dem Vorratsbehälter 29. Der Ventilschieber 27 des Regelventils 25 schließt hierbei den Seitenraum 23 und damit die Querleitung 21 ab, wie in Fig. 2 dargestellt ist.

Wenn der Kranausleger ausgefahren werden soll, so wird von der größeren Pumpe 15 durch die Hauptleitung 19 Öl aus der Einfahrkammer 13 angesaugt und in gleicher Menge durch die Hauptleitung 20 in die Ausfahrkammer 14 des Zylinders 5 gedrückt. Da aber die Ausfahrkammer 14 mehr Öl aufnehmen muß als die Einfahrkammer 13 abgeben kann, wird zur Vermeidung eines Vakuums in der erstgenannten Kammer von der kleineren Pumpe 16 durch die Leitung 33 in die Ausfahrkammer 14 die erforderliche Zusatzmenge Öl gefördert, welche die Pumpe 16 durch die Leitung 32 und die Ausgleichsleitung 28 aus dem Vorratsbehälter 29 absaugt. Infolgedessen sinkt beim Ausfahren des Kranauslegers der Ölspiegel in dem Vorratsbehälter 29. Der Ventilschieber 27 des Regelventils 25 öffnet hierbei den Seitenraum 23 und schließt den Seitenraum 24 und damit die Querleitung 22 ab.

Es sei noch bemerkt, dass der Hydraulikzylinder je nach der Windeinwirkung auf dem Ausleger sowohl beim Einfahren als auch beim Ausfahren eine Druckkraft oder eine Zugkraft haben kann. Es kann also vorkommen, dass beim Einfahren des Auslegers bzw. des Kolbens die in der Zeichnung linksseitige Kammer 13 des Zylinders die Hochdruckseite sein kann und die rechtsseitige Kammer 14 durch das Regelventil 25 an den Vorratsbehälter 29 angeschlossen wird, oder dass umgekehrt die rechtsseitige Kammer 14 die Hochdruckseite sein kann und die linksseitige Kammer 13 durch das Regelventil 25 an den Vorratsbehälter angeschlossen wird. Im ersteren Falle würde die Pumpe vom Motor 17 angetrieben werden, also Energie aus dem Motor entnehmen. Im zweiten Falle würde die Pumpe Energie aufnehmen und über den Motor in das elektrische Leitungsnetz zurückliefern. Ähnliche Wirkungen können bei wechselnder Kraft auf den Zylinder auch beim Ausfahren auftreten.

Die Erfindungsgedanken sind durch die Ausführungsbeispiele schematisch veranschaulicht worden, beschränken sich aber nicht auf diese, sondern umfassen alle Varianten und Modifikationen im Rahmen der Erfindungen.

Claims (4)

1. Hydraulischer Wippwerksantrieb für Wippkräne od. dgl. mit einem am Krangestell gelagerten Hydraulikzylinder, dessen mit seiner Kolbenstange am Kranausleger angreifender Kolben beim Einziehen des Auslegers durch in die Einfahrkammer des Zylinders eingeführtes Drucköl auf seiner Ringfläche und beim Ausfahren des Auslegers durch in die Ausfahrkammer des Zylinders eingeführtes Drucköl auf seiner vollen Kreisfläche beaufschlagt wird, wobei das Drucköl von zwei durch einen gemeinsamen Motor angetriebenen Pumpen verschiedener Größe bzw. Fördermenge geliefert wird, von denen die größere Pumpe eine der Ringfläche des Kolbens entsprechende Fördermenge hat und lediglich die Einfahrkammer des Hydraulikzylinders speist, während die größere Pumpe und die kleinere Pumpe zusammen eine der vollen Kolbenkreisfläche entsprechende Gesamtfördermenge haben und gemeinsam die Ausfahrkammer des Hydraulikzylinders speisen, und wobei an das hydraulische System ein Ölvorratsbehälter angeschlossen ist, der über Absperrorgane mit den zu dem Einfahr- bzw. Ausfahrkammern des Hydraulikzylinders führenden Druckmittelleitungen verbunden werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Absperrorgane von einem Regelventil (25) gebildet sind, dessen es die Druckmittelleitungen (19 bzw. 20) über Querleitungen (21 bzw. 22) angeschlossene Eintrittskammern (23 bzw. 24) durch einen Ventilschieber

(27) alternativ über eine es einen Mittelraum (26) angeschlossene Leitung (28) mit dem Ölvorratsbehälter (29) verbunden werden.

2. Hydraulischer Wippwerksantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölmenge (230) in dem Ölvorratsbehälter (29) ständig unter einem Überdruck, vorzugsweise unter der Wirkung eines Druckluftpolsters (31) steht.

3. Hydraulischer Wippwerksantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikzylinder (5) an der Seite der Durchführung seiner Kolbenstange (6) eine beiderseits mit Dichtungen (36, 38) versehene Vorkammer (34) hat, deren vorzugsweise aus einer Flüssigkeit wie Öl bestehende Füllung unter einem ständigen Überdruck gehalten wird.

4. Hydraulischer Wippwerksantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorkammer (34) über eine Leitung (39) mit einem Vorratsbehälter (40) verbunden ist, dessen Flüssigkeitsinhalt (41) vorzugsweise durch ein Druckluftpolster (42) unter einer dauernden Vorspannung gehalten wird.