DE2203860C2 - Vorrichtung zur Steuerung der Bremse eines hydraulisch angetriebenen Hubwerks - Google Patents

Vorrichtung zur Steuerung der Bremse eines hydraulisch angetriebenen Hubwerks

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Haegglund & Soener Oernskoeldsvik Se AB
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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung einer Bremse eines von einem Hydraulikmotor und einer Seilwinde gebildeten Hubwerks, die beim Stillstand der Seilwinde wirksam und unter der Einwirkung eines druckbetätigten Bremszylinders lösbar Ist, der Im Anspruch 1 angegebenen Gattung.
Bei den meisten hydraulisch angetriebenen Hubwerken Ist eine Art kombinierter, In der Ruhestellung und in einem Notfall wirksamer Bremse vorgesehen. Diese Bremsen weisen unterschiedliche Konstruktionen auf, stimmen jedoch In der Mehrzahl darin miteinander überein, daß sie ein von einem federbelasteten hydraulischen Zylinder betätigtes Bremsband aufweisen. Gemeinsam Ist allen diesen Konstruktionen auch, daß die Bremse automatisch anspricht und den Hubvorgang unterbricht, wenn der Druck In dem hydraulischen System des Motors abfällt. Wenn dies der Fall ist, hat die Last das Bestreben, den Motor anzutreiben, so daß dieser wie eine Pumpe wirkt. Hierbei werden in dem Motor zwei Leckleitungen gebildet, nämlich eine äußere und eine Innere Leckleitung. Die äußere Leckieltung führt von der Abflußleitung des Motors zum Tank, während die Innere Leckleitung die Hochdruck- und die Niederdruckseite des Motors miteinander verbindet.
Es Ist eine Vorrichtung zur Steuerung einer Bremse der vorgenannten Art bekannt (FR-PS 15 31600), die eine ίο Steuereinrichtung enthält, die mit der Hochdruckselte des Motors verbunden und so angeordnet ist, daß der Zufluß des Druckmediums zu dem Bremszylinder in Abhängigkeit von der Größe der an der Seilwinde angreifenden Last gesteuert wird, so daß während des Anhebens der Last die Bremse sich erst dann löst, wenn der Druck auf der Hochdruckselte des Motors im wesentlichen der Last das Gleichgewicht hält. Zu diesem Zweck enthält dort die Steuereinrichtung einen um die Achse der Seilwinde drehbaren Hebel, der auf der einen Seite m!t einem Nocken zur elektrischen Betätigung eines den Bremszylinder mit einer Druckleitung bzw. dem Vorratsbehälter verbindenden Magnetventils versehen 1st. Der zweiarmige Hebel 1st auf der Nockenseite durch einen mit dem Druck In der Hochdruckleitung des Hydraullkmotors beaufschlagten Hydraulikzylinder In die Schließstellung des Schalters anhebbar, während auf der anderen Seite bei geschlossener Bremse die Last über die Seilwinde In entgegengesetzter Drehrichtung auf den Hebel einwirkt. Für die Ansteuerung der Bremse Ist somit neben einem elektrischen Steuerstromkreis für die Betätigung des Magnetventils eine von der Hubhydraulik unabhängige Servohydraullk erforderlich, was für viele Anwendungen nachteilig Ist. Abgesehen davon bringt die Anordnung des Hubmotors und der Seilwinde an einem beweglichen Hebel nicht unerhebliche konstruktive Schwierigkelten mit sich.
Der Erfindung Hegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Bremssteuerung zu schaffen, die unmittelbar In der Hubwerk-Hydraulik Integriert 1st und daher ohne zusätzliche elektrische oder hydraulische Steuerkreisläufe auskommt und daß trotzdem gewährleistet Ist, daß unterschiedlich große Lasten zuverlässig vom Boden abgehoben, In der Schwebe gehalten und vom Schwebezustand aus angehoben und abgesenkt werden können.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird die Im Patentanspruch 1 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus dem Unteranspruch.
Während des Anhebens einer Las«t wird der erfindungsgemäße hydraulische Druckspeicher zu dem Systemdruck aufgeladen, der unter Berücksichtigung der jeweiligen Größe der Last für das Anheben der Last benötigt wird. Wird der Motor dann angehalten, so daß das hydraulische System nicht mehr unter Druck steht und die Bremse wirksam wird, so wird der Druckspeicher infolge des vor ihm angeordneten Einwegventils den während des Anhebens der Last herrschenden Druck aufrechterhalten und das Steuerventil mit einer diesem Druck entsprechenden Kraft geschlossen halten. Auf diese Welse wirkt der Druckspeicher wie ein Erinnerungsglied, das die Information bezüglich des für das Anheben der Last benötigten Druckes speichert. Wenn die Last welter angehoben wird, so öffnet das erfindungsgemäße Steuerventil die zum Bremszylinder führende Leitung, wenn der Druck auf der dem Steuerventil gegenüberliegenden, mit der Speiseleitung des Motors auf der Hochdruckselte verbundenen Seite einen Wert übersteigt, der dem Druck Im Druckspeicher, vermindert
um den durch die Rückstellkraft der Feder des Steuerventils ausgeübten Druck entspricht. Die Bremse wird sich hierbei nur dann lösen, wenn der Druck auf der Hochdruckseite des Motors genügend groß ist, um der Last das Gleichgewicht zu halten, so daß keine Gefahr besteht, daß die Last zuerst absinkt.
Die Mittel, die ein Lösen der Bremse unabhängig von der Größe der Last beim Absenken der Last verursachen, bestehen vorzugsweise aus einem Umsteuerventil, das In der von dem Steuerventil zu dem Bremszylinder führenden Leitung angeordnet 1st. Dieses Umsteuerventil stellt eine Verbindung mit der Niederdruckseite des Motors und dem den Druckspeicher und das Einwegventil überbrückenden Ventil her. Das Überbrückungsventll 1st so angeordnet, daß es von dem Druck auf der Niederdruckseite des Motors gesteuert wird. Während des Absinkens der Last strömt das Druckmedium von der Niederdruckseite des Motors über das Umsteuerventil zum Bremszylinder, unabhängig von dem im Druckspeicher herrschenden Druck, der von dem Kurzschlußventil überbrückt wird. Wenn daher beispielweise die I ast auf dem Boden aufgesetzt wurde, so ist der Druckspeicher entladen, da der Motor beim Beginn der nächstfolgenden Hubbewegung ohne Last ist.
Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung 1st In der Zeichnung in schematlscher Welse dargestellt und Im folgenden näher erläutert. Es zeigt
FI g. 1 einen Schaltplan einer Steuervorrichtung für einen hydraulisch angetriebenen Hubwerksmotor mit In herkömmlicher Weise gesteuerten Bremsen;
Fig. 2 einen Schaltplan entsprechend dem In Flg. 1 dargestellten Schaltplan, jedoch mit der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung für die Bremsen.
Das In Fig. 1 dargestellte hydraulische System weist eine Pumpe 1 auf, mittels der die Druckflüssigkeit aus einem Behälter 2 zu einem handbetätigten Ventil 3 gefördert wird. Dieses Ventil steht über die Leitung 4 mit der Niederdruckseite 5 eines hydraulischen Hubwerkmotors 6 und über die Leitung 7 mit der Hochdruckseite dieses Motors In Verbindung. In die Leitung 7 Ist eine Ventllelnrlchtung 9 eingebaut, die mit der zur Niederdruckseite des Motors führenden Leitung 4 In Verbindung steht und von dem In dieser Leitung herrschenden Druck gesteuert wird. In der von dem Ventil 3 zu dem Behälter 2 führenden Rückflußleitung 1st ein Filter 10 eingebaut.
Um zu verhindern, daß der Motor 6 unter der Einwirkung einer an der Winde hängenden Last bei sinkendem Druck wie eine Pumpe wirkt, wenn also beispielsweise das handbetätigte Ventil 3, wie In der Zeichnung dargestellt, In seiner neutralen Stellung steht, 1st eine Bremse 11 vorgesehen. Die Bremse, die vorzugsweise aus einem Bremsband besteht, 1st so ausgebildet, daß sie bei einer Betätigung unter der Einwirkung der Rückstellkraft einer Feder gegen die Welle des Motors oder einer Seiltrommel anliegt und gelöst wird, wenn dem hydraulischen Bremszylinder Druckflüssigkeit zugeführt wird, die der auf die Bremse wirkenden Feder entgegenwirkt. In der Zeichnung Ist die Bremse 11 und die Feder als eine Einheit (Bremszylinder 12) dargestellt, die über die Leitung 13 mit der Pumpe 1 verbunden und über diese mit Druckflüssigkeit beaufschlagt wird.
Wenn sich das handbetätigte Ventil 3 In neutraler Stellung befindet (Flg. 1), so wird die Druckflüssigkeit von dem Behälter 2 zu dem Ventil 3 und von diesem wieder über das Filter 10 zum Behälter zurückgefördert. Hierbei wird In der Leitung 13 nur ein unbedeutender Druck abgebaut. Demzufolge 1st die Bremse 11 wirksam. Wird das handbetätigte Ventil 3 In die Anhebestellung bewegt, so steigt der Druck in der Förderleitung gleichzeitig mit dem Druck in der zum Bremszylinder führenden Leitung 13. Wenn in der Leitung 13, entsprechend der Größe des Motors, ein Druck von etwa 10 bis 30 kp/cm2 erreicht wird, so bewirkt der Bremszylinder 12 das Lösen der Bremse 11. Dieser Druck 1st jedoch nicht groß genug, um eine aufgehängte Last normaler Größe zu halten, wozu Im allgemeinen ein Druck von etwa 150 bis 200 kp/cm2 benötigt wird. Ehe ein Druck einer solchen Größe auf der Hochdruckseite 8 des Motors erreicht wird, wird der Motor unter der Einwirkung der Last eine Rückwärtsbewegung ausführen und dabei als Pumpe mit einer der Inneren und äußeren Leckage des Motors entsprechenden Geschwindigkeit wirken.
Bei dem In Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die zum Bremszylinder führende Leitung 13 der Fig. 1 durch eine Steuereinrichtung ersetzt, um auf diese Weise die Im vorstehenden erwähnten Nachteile zu vermelden. Im übrigen sind die beiden Figuren einander gleich und weisen auch für gleiche Teile dieselben Bezugsziffern auf.
Die Steuereinrichtung umfaßt einen hydraulischen Druckspeicher 14, der über ein Einwegvenll· 15, das nur In Richtung vom Motor weg öffnet, mit der Hochdruckseite 8 des Motors verbunden Ist. Der Druckspeicher steht des weiteren mit einem als Zweiwegeventil ausgebildeten Steuerventil 16 In Verbindung, so daß der In dem Speicher herrschende Druck einen In dem Steuerventil 16 angeordneten Verschiebekolben beaufschlagt und diesen entgegen der Rückstellkraft einer Feder 17 In der Fig. 2 nach rechts - bewegt. In der Endstellung dieser Bewegung befindet sich das Steuerventil 16 In der Stellung I. Die andere Seite des Ventils 16 1st über die Leitung 18 mit der Hochdruckleitung des Motors 6 verbunden, so daß der In der Leitung 18 herrschende Druck zusammen mit dem durch die Rückstellkraft der Feder 17 ausgeübten Druck bestrebt Ist, den Steuerkolben des Ventils In die Stellung II zu verschieben.
Das Steuerventil 16 Hegt Im Zuge einer über die LeI-tung 18 mit der Hochdruckleitung verbundenen Leitung 19 und einer über ein Umsteuerventil 21 mit dem Bremszylinder 12 verbundenen Leitung 20. In der Stellung II sind die beiden Leitungen 19 und 20 miteinander verbunden, so daß das Druckmedium ungehindert von der Hochdruckleitung über das Steuerventil 16 und das Ventil 21 zum Bremszylinder 12 fließen und somit ein Lösen der Bremse 11 bewirken kann. In der Stellung I ist die Verbindung zwischen den beiden Leitungen 19 und 20 durch das Steuerventil 16 unterbrochen und die Leitung
so 20 mit dem Behälter 2 verbunden, so daß der Bremszylinder 12 mit der Abflußleitung verbunden und damit die Bremse wirksam Ist.
Die vorstehenden Erläuterungen betreffen die Hochdruckseite des Motors 6. Auf der Niederdruckseite verbindet die Leitung 22 über das Umsteuerventil 21 den Bremszylinder 12 mit der zum Motor 6 führenden NIederdruckleltung 4. Darüber hinaus ist das Einwegventil 15 und der Druckspeicher 14 durch das Kurzschlußventil 23 überbrückt, um die Entladung des Druckspeichers 14 nach dieser Seite hin zu ermöglichen. Das Kurzschlußventll 23 steht mit der Niederdruckleitung 4 In Verbindung und wird durch den In dieser Leitung herrschenden Druck gesteuert.
Im folgenden wird die Wirkungswelse der In Flg. 2 gezeigten Vorrichtung beschrieben, und zwar ausgehend von ;"em Zeltpunkt, In welchem das Hubwerk, beispielsweise eine Winde, eine auf dem Erdboden ruhende Last aufnimmt. Das handgesteuerte Ventil 3 befindet sich In
diesem Zeltpunkt In seiner In Flg. 2 dargestellten neutralen Stellung; die Bremsen sind In Wirkstellung und der Druckspeicher 14 kann als entladen angenommen werden. Wenn das Ventil 3 In die der Hubbewegung entsprechende Stellung gebracht wird, so wird über die Leitung 7 Druckmittel auf die Hochdruckseite des Motors 6 und gleichzeitig über die Leitungen 18 und 19 zu dem Steuerventil 16 gefördert. Da der Druckspeicher 14 entladen ist, wird das Steuerventil 16 so geschaltet, daß die Rückstellkraft der Feder 17 ausreicht, um das Steuerventil 16 offenzuhalten, so daß das Druckmittel über die Leitungen 19 und 20 ungehindert von der Hochdruckseite des Motors 6 zu dem Bremszylinder 12 fließen kann. Die Bremse 11 löst sich demzufolge schon bei einem verhältnismäßig geringen Druck.
Dies Ist Insofern vorteilhaft, als der Motor zuerst nur mit verhältnismäßig geringem Druck arbeitet, um vor dem Anheben der Last von dem Erdboden einen Druckausgleich zu bewirken.
Nachdem die Last angehoben wurde, steigt der Druck auf der Hochdruckseite 8 des Motors 6 auf etwa 150 bis 200 kg/cm2 an. Ein entsprechender Druck stellt sich In dem Druckspeicher 14 ein, dessen Druck sich kontinuierlich entsprechend demjenigen Druck einstellt, der notwendig ist, um die Last zu heben. Der entsprechende Druck herrscht auch auf den beiden Selten des Steuerkolbens des Steuerventils 16, und zwar auf der einen Seite unter dem Einfluß des Drucks des Druckspeichers 14 und auf der anderen Seite unter dem Einfluß des In der Leitung 18 herrschenden Drucks, der demjenigen auf der Hochdruckseite 8 des Motors entspricht. Auf diese Welse wird das Steuerventil 16 unter der Einwirkung der Feder 17 in der Stellung II (Offenteilung) gehalten, so daß die Bremse 11 In lhiam gelösten Zustand verbleibt.
Wird das handbetätigte Ventil 3 In die neutrale Stellung gebracht, so daß der Motor anhält und die Last frei schwebt, so beginnt der Druck In der Leitung 18 zu sinken. Der Druck In dem Druckspeicher 14 behält jedoch den Druck, der während des Anhebens der Last aufgebaut worden Ist, bei, da über das Einwegventil 15 keine Druckflüssigkeit abfließen kann.
Dieser Druck bewirkt nunmehr eine Verschiebung des Steuerkolbens nach rechts, so daß das Steuerventil 16 In die Stellung I gelangt. In dieser Stellung des Steuerventils 1st die Leitung 19 unterbrochen und die Leitung 20 steht mit dem Druckmittelbehälter In Verbindung. Auf diese Weise fließt die Druckflüssigkeit von dem Bremszylinder 12 ab und die Bremse 11 wird wirksam.
Wenn die schwebende Last durch entsprechende Betätigung des Ventils 3 erneut angehoben wird, bleibt die Verbindung zwischen den Leitungen 19 und 20 unterbrochen, so daß der Bremszylinder so lange nicht mit Druckmedium beaufschlagt wird, bis der Druck auf der Hochdruckseite des Motors, und demzufolge auch In der Leitung 18, einen Wert erreicht hat, der dem Druck im Druckspeicher 14 abzüglich des durch die Rückstellkraft der Feder 17 erzeugten Druckes entspricht. Sobald diese Druckschwelle überschritten wird, öffnet das Steuerventil 16 die Zuflußleitung zu dem Bremszylinder, wobei die Bremse sich erst dann löst, wenn der Druck genügend groß Ist, um die Last in der Schwebe zu halten.
Wenn andererseits die Last durch Verschieben des
ίο Ventils 3 In die in Fig. 2 links eingezeichnete Stellung abgesenkt werden soll, so Ist es offensichtlich nicht notwendig, auf der Hochdruckseite einen Druck aufzubauen, ehe die Bremse 11 sich löst. Während des Absenkens der Last wird der Bremszylinder nunmehr über die Leitung 22 mit Druckflüssigkeit beaufschlagt, da diese Leitung 22 mit der Niederdruckleitung 4 des Motors und über das Umsteuerventil 21 mit dem Bremszylinder 12 verbunden Ist. Da die Leitung 20 über das Steuerventil 16 mit dem Behälter 2 verbunden und somit drucklos ist, wird der kugelförmige Ventllkörper des Umsteuerventils 21 unter der Wirkung des In der Leitung 22 herrschenden Drucks nach rechts gedrängt und somit, gleichzeitig mit der Absperrung der Leitung 20, eine Verbindung zwischen der Leitung 22 und dem Bremszylinder 12 hergestellt. Auf diese Welse wird die Bremse schon bei einem verhältnismäßig niederen Druck gelöst, der unabhängig von der Größe der Last Ist.
Wenn die Last abgesenkt wird, wird der Druck auf der Hochdruckseite 8 des Motors durch das Gegendruckventll 9 bestimmt, das mit der Niederdruckseite 5 des Motors verbunden ist. Dieser Druck hängt nunmehr von der Größe der Last ab. Dies bedeutet, daß auch während des Absenkens der Last der Druckspeicher 14 auf einem Druck gehalten wird, der unabhängig von der Größe der Last Ist, so daß während eines anschließenden Anhebens die Bremse sich nur dann löst, wenn der Druck auf der Hochdruckseite 8 des Motors genügend groß Ist, um der Last das Gleichgewicht zu halten. Während des Absenkens der Last ist das Einwegventil iS durch das Kurzschlußventll 23 überbrückt, das seinerseits von der NIederdruckselte des Motors gesteuert wird, so daß der Druckspeicher 14 sich entladen kann, wenn die Last auf dem Boden aufgesetzt wurde, da die Seilwinde die darauffolgende Aufwärtsbewegung ohne Last beginnt. Dies ist jedoch nur der Fall, wenn die Last auf dem Boden aufgesetzt wird. Wenn der Motor beim Absenken mit freischwebender Last stoppt, so tritt das ein, was schon im vorstehenden beschrieben wurde, da das Kurzschlußventll sofort öffnet, wenn der Druck auf der Niederdruckselte 5 des Motors zu fallen beginnt. Auf diese Weise bleibt der Druck im Druckspeicher 14 auf dem Wert, dör erforderlich Ist, um die Last in der Schwebe zu halten.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zur Steuerung einer Bremse (11) eines von einem Hydraulikmotor (6) und einer Seilwinde gebildeten Hubwerks, die beim Stillstand der Seilwinde wirksam und unter der Einwirkung eines druckbetätigten Bremszylinders (12) lösbar ist, nVt einer Steuereinrichtung, die mit der Hochdruckseite (8) des Motors (6) verbunden und so angeordnet ist, daß der Zufluß des Druckmediums zu dem Bremszylinder (12) in Abhängigkeit von der Größe der an der Seilwinde angreifenden Last gesteuert wird, so daß während des Anhebens der Last die Brtmse (11) sich erst dann löst, wenn der Druck auf der Hochdruckseite des Motors im wesentlichen der Last das Gleichgewicht hält, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung einen hydraulischen Druckspeicher (14) und ein Steuerventil (16) enthält, daß der Druckspeicher (14) bei Hebestellung des Ventils (3) mit der Hochdruckselte (8) des Motors (6) über ein vom Motor weg öffnendes Einwegventil (15) verbunden Ist, daß das Steuerventil (16) In einer zu dem Bremszylinder (12) führenden Leitung (19, 20) angeordnet und auf seiner einen Seite von dem Druck des Druckspeichers (14) und auf seiner anderen Seite bei Hebestellung des Ventils (3) von dem Druck der Leitung (7, 18) sowie einer Feder (17) beaufschlage Ist, daß das Ventil (16) sich je nach der herrschenden Druckdifferenz entweder in einer ersten Stellung (I) befindet, In der die Leitung (19, 20) zu dem Bremszylinder (12) unterbrochen Ist, oder sich In einer zweiten Stellung (II) befindet, in der die Leitung (19, 20) zu dem Bremszylinder (12) offen Ist, und daß bei Senkstellung des Ventils (3) die Bremse bei einem Druck gelöst wird, der unabhängig von der Größe der Last Ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Steuerventil (16) kommende Leitung (20) und eine mit der Niederdruckseite (5) des Motors (6) verbundene Leitung (22) über ein nach Maßgabe der Druckdifferenz In diesen Leitungen betätigbares Umsteuerventil (21) mit dem Bremszylinder (12) verbindbar sind, und daß ein von dem Druck auf der Niederdruckseite (5) des Motors gesteuertes Kurzschlußventll (23) für die Überbrückung des Einwegventil (15) und des Druckspeichers (14) vorgesehen 1st.
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