-
Fernsteuerungsvorrichtung zur Bedienung eines hydraulischen Ladekrans
od. dgl.
-
Der Gegenstand der Erfindung bezieht sich auf eine ternsteuerungsvorrichtung
zur Bedienung eines hydraulischen Ladekrans od. dgl. in gewisser Entfernung von
der Hauptsteuerstelle.
-
Fernsteuerungen vorbenannter Art sind als zum Stand der Technik gehörend
bekannt geworden, Hierbei unterscheidet man zwischen zwei Grundarten vDn Fernsteuerungen,
und zur einmal zwischen solchen, bei denen eine Drahtverbindung zwischen der Kommandostelle
und der Hauptsteuerstelle besteht, und andererseits solchen ternsteuerungen, die
mittels Funk drahtlos gesteuert werden.
-
In den aufgezeigten Grundarten von Fernsteuerungen sind
solche
von elektromagnetischer Art bekannt geworden.
-
Bei diesen elektromagnetisch arbeitenden Fernsteuerungen werden vermittels
Schalter oder Hebel Magnete unter Strom gesetzt, welche die Steuerstangen des Schiebersteuerventils
verschieben. Diese Art von Fernsteuerung läBt sich auch stufenweise ausführen, wobei
dann mit mehreren Magneten'oder mit gleichgerichtetem Wechselstrom gearbeitet werden
kann. Ein plötzliches Öffnen bzw. Schließen des Ventils wird in den meisten Fellen
durch entsprechend ausgebildete hydraulische Dämpfungszylinder verhindert.
-
Von einem feinfühligen Arbeiten kann bei dieser Fernsteuerung aber
nicht gesprochen werden.
-
Desweiteren ist eine elektrohydraulische Proportionel Fernsteuerung
als zum Stand der Technik zu zhlen. Diese Fernsteuerung arbeitet mit elektronischen
Bauelementen.
-
Durch Soll- und Ist-Wert-Vergleich wird hisr eine proportionate rerneteuerung
erreicht. Der Weg des Steuerhebele an der Kommandostelle ist proportional dem Weg
des Stèuerhebele des Hauptsteuerventils. Die Proportional-Fernsteuerung sie vorbeschrieben
ist für den Kranbtriab als funktional sehr gut anrusprechen, eher bezüglich Kosten
im Verhältnis zu den Anschaffungskosten eines Krans relativ teuer. Es darf als Beispiel
angeführt werden, daß die AnschaffungskosXn für kleinere hydraulische Ladekrane
in etwa die gleichen sind wie die für die elektrohische Fernsteuerung.
-
Der Erfinder hat sich die'Aufgabe gestellt, das Gebiet oer Fernsteuerungen
um eine verbesserte Ausführung zu bereichern, wobei die erfindungsgemäße Ausführung
eins kostengünstigere und robuster, dem rauhen Kranbetrieb auf der Baustelle entsprechende,
aber auch feinfühlige Fernsteueruno offenbart. Die Steuerstangen bzw. die Längsschieber
des Hauptsteuerventils werden prinzipiell mittels kleiner Zylinder hydraulisch verschoben.
Die hierftiir erforderliche Ölmenge wird einem Nebenkreis des Hauptölstromkreises
entnommen und über elektrohydraulische Wegeventile geregelt.
-
Ds gestellt Aufgabe wird erfindung6gemaM dadurch gelist, da-3 an vorbestimmbarer
Stelle von der zum Hauptsteuerventil führenden Druckleitung ein Abzweig engeflanscht
und diese abgezweigte Druckleitung mit eingehrachtem Rückschlagventil, Speicher,
Druckbegrenzventil und eingebauten Drosseln versehen, mit einem im Stromkreis liegenden
4/3-Ventil, welches eine Rücklaufleitung aufweist, verbunden ist und dadurch gekennzeichnet,
daß das 4/3- Ventil zwei Druckleitungen, welche über ein dem Stromkreis angeschlossenes
Doppelrückschlagventil und Abschaltventil mit den uetätigungszylindern für das Schiehersteuerventil
bzw. dessen Steuerstange in Verbindung steht, aufweist, wobei diese Druckleitungen
mittels eines strombeaufschlagten Abschaltventiis derart miteinander verbunden sind,
daß
Ül von dem einen Zylinder zu dem anderen Zylinder fließen kann,
und demzufolge eine manuelle Letätigung des Schiebersteuerventils bzw. seiner Steuerstange
durchführbar ist.
-
Die Rücklaufleitung, welche in einem Tank einmündet, weist an vorbestimmbarer
Stelle eingebaute Drosseln auf.
-
Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist darin zu erblikken, daß zur
Erzielung einer gedämpften Fernsteuerung in dem Stromkreis Schalter angeordnet sind,
wobei dieselben die Ventile über Magnete beaufschlagen und steuern. Die Drosseln
im Abzweig der Druckleitung und in der Rücklaufleitung sind als Zylinder mit eingepasstem
langem Zylinder zur Erreichung eines hohen Drosseleffektes ausgebildet.
-
Das Doppelrückschlagventil und das Abschaltventil weisen zur Verhinderung
von Leckölverlusten und Verhinderung einer Abströmung des unter Druck befindlichen
bis aus den Zylindern absolut dicht schließende Rückschlagventile auf.
-
Die Ventile der erfindungsgemäßen Fernsteuerung sind zu einer blockartigen
Baueinheit zusammensEtzbar. Von dieser baueinheit laufen die Leitungen mit ihren
entsprechencn Elementen zur Druckleitung bzw. zum Tank.
-
Die Zylinder der einzelnen Funktionen befinden sich in Nähe der Halterung
für die Steuerstangen. Es besteht auchdie MUglichkeit, die Zylinder, in Form doppelwirkender,
direkt am Ventilgehäuse anzuordnen.
-
Die nachstehende Beschreibung dient zur Erläuterung des erfindungsgemäßen
Gegenstandes, von dem ein Ausführungsbei spiel in der Zeichnung dargestellt ist.
Diese Darstellung ist eine schematische und läßt den Aufbau des Gegenstandes der
Erfindung erkennen.
-
Beim Ausführungsbeispiel ist an vorbestimmbarer Stelle an der Druckleitung
1, welche zum Hauptsteuerventil verläuft, ein Abzweig 2 angeflanscht. Won diesem
Abzweig 2 führt die Leitung über ein Rückschlagventil 4 zu einem Speicher 5 an einem
Druckbegrenzungsventil 6 vorbei. In der Leitung 3 ist eine Anzahl von Drosseln 7
eingebaut. Von den Drosseln 7 führt die Leitung zu einem 4/3-WEgeventil 8. In der
Stellung A dieses 4i3-Wegeventils 8 bleibt der Druck in der Leitung 3 bestehen.
Uon einem Abzweig der Leitung 3 führt sie zu weiteren 4/3-Wegeventilen 8 der-weiteren
Funktionen.
-
In der Zeichnung sind zwei Funktionen dargestellt, wobei die Möglichkeit
des Vorhandenseins weiterer Funktionen gegeben ist. Die Anzahl der 4/3-Wegeventile
8 richtet sich nach der.Vielzahl der zu betätigenden Kranfunktionen. An ihrem Ende
wird die vorbenannte Leitung 3
verschlossen. Die aus dem 4/3-Wegeventil
8 führende Rücklaufleitung 9 mündet über eingebrachte Drosseln in einem Tank 11.
Die nachgeschalteten 4/3-Wegeventile 8 weiterer Hranfunktionen sind gleichfalls
an diese Rücklaufleitung 9 angeschlossen.
-
Von dem 4/3-Wegeventil 8 laufen zwei Leitungen 12 und 13 über ein
entsperrbares Doppelrückschlagventil 14 zu den Betätigungszylindern 15 und 16. Die
Betätigungszylinder 15,16 können, falls gewünscht, auch als ein doppelwirkender
Zylinder ausgebildet sein. Die Kolbenstangen 15',16' der beiden Betätigungszylinder
15, 16 wirken rein mechanisch auf die Steuerstange 17 des Schiebersteuerventils
zur Betätigung der Kranfunktionen. Die Schlauchleitungen 12,13 zu den Betätigungszylindern
15,16 werden über ein Abschaltventil 18 so miteinander verbunden, daß, im gezeichneten
Zustand, Ül von dem Zylinder 15 zu dem Zylinder 16 fließen kann. Demzufolge ist
eine Betätigung des Schiebersteuerventile bzw. seiner Steuerstange 17 auf manueller
Weise gewährleistet. In der Zeichnung sind alle hydraulischen Leitungen und deren
Elemente als durchgezogene Linien dargestellt, während die elektrischen Leitungen
in Form von unterbrochenen Linien dargestellt sind.
-
Der Stromkreis mit seinen eingebrachten Schaltern 8, C, D und Magneten
B',C',D' wird von einer 12- oder 24-Volt Batterie gespeist. Die Zeichnung läßt eine
Stellung erkennen, in welcher kein Strom fließt Die Schalter B,,D sind erfindungsgemäß
so angeordnet, daß bei dem Ansteuern einer Funktion zuerst der Schalter 8 betätigt
wird. Durch diese Betätigung fließt der Strom durch den Magneten 9' des Abschaltventils
18.
-
Es wird nun die Stellung a an diesem Ventil 18 angesteuert. Die beiden
Zylinder 15 und 16 sind hierbei getrennt. Beim weiteren Betätigen des Schalters
C fließt Strom durch den Magneten C' des Steuerventils 8, hierbei wird die Stellung
b des Ventils 8- angesteuert.
-
Ist die Stellung b erreicht, fließt Ül von der Leitung 3 durch die
Leitung 12 in den Zylinder 15. Infolge des mechanischen Verbundes wird Ül aus dem
Zylinder 16 über das entsperrbare Doppelrückschlagventil 14 in die Leitungen 9 und
13 gedrückt.
-
Die Strommenge in der Leitung 3 bzw. 9 wird durch die drosseln 7 bzw.
10 in der weise begrenzt, daß nur ein geringer, ölstrom durch die Ventile 8 zu den
ßetätigungszylindern 15,1- flieisen kenn. Ein kurzer Impuls des Schalbters C bewirkt,
daß das Ventil 8 nur kurzzeitig
betätigt wird und somit nur eine
geringe ö1-menge in den Zylinder 15 strömt. Durch entsprechende Dosierung der ölmenge
und einer geringen Anzahl von elektrischen Impulsen ist es nach der Erfindung oglich,
den Zylinder 15 relativ langsam, sozusagen Schritt fUr Schritt, nach vorne zu treiben,
eo daß der Stauerechieber am Hauptventil eine entsprechende Bewegung erfährt. Soll
nun die Steuerstange 17 des Schiebersteuerventile zurückgeholt werden, d. h.
-
soll eine geringere Geschwindigkeit der betreffenden Funktion erreicht
werden, so wird unter gleichzeitiger Betätigung das Schalters B der Schalter D betätigt.
Es strömt dann Ul von der Leitung 3 in die Leitung 13 und beaufachlagt den Zylinder
16. Derselbe 16 drückt zwangsläufig den Zylinder 15 und die Steuerstange 17 zurück.
Beim Loslassen des Schalters D bleiben Zylinder 15 und 16 in ihrer augenblicklichen
Position, sofern der Schalter 5 betätigt bleibt. Dieses ist aber nur dann der Fall,
solange eine Funktion angesteuert wird; wird der Schalter 8 losgelassen, so kann
Ül von dem Zylinder 15 zu dem Zylinder 16 strammen, da der Schiebersteuerhebel unter
Federdruck in seine Nullstellung zurückgeht. Da beim Loslassen des Schalters 8 das
Abschitventil 18 in die Stellung b gebracht wird, ist die Tot-Mann-Schaltung
in
jedem Fall gewährleistet. Die vorbenannten Schalter 8, C und D sind beim Ausführungsbeispiel
in einem Schaltergehäuse untergebracht. Es ist hierbei darauf zu achten, daß für
die Funktion der Schalter erst ein Hebel oder Knebel nach unten gedrückt werden
muß.
-
Dieses Herunterdrücken betätigt den Schalter B. Beim Betätigen des
Hebels nach links oder rechts wird der Schalter C bzw. D zusätzlich kurzgeschlossen.
-
Der Druck in der Leitung 3 beim Rusführungsbeispiel baut sich wie
folgt auf: Durch die Betätigung des Krans wird in der Druckleitung 1 zum Steuerventil
ein Druck, der in einem weiten Bereich bis zum maximalen Wert von z.B. 200 bar schwankt,
aufgebaut. Immer, wenn der Druck in der Hauptdruckleitung 1 höher ist als der Druck
in der-Leitung 3 hinter dem Rückschlagventil 4, strömt Öl in diese Leitung 3 und
in den Speicher 5. Herrscht in der Hauptdruckleitung 1 ein geringerer Druck als
in der Leitung 3, so verhindert das Rückschlagventil 4 den Austritt des la in die
HauptdruckleitungO1. Der Speicher 5 verhindert einen übermäßig schnellen Druckabbau
in der Leitung 3, wenn die Ventile 8 und 18 betätigt werden. Bei einem belasteten
Hran kann sich erfahrungsgemäß schnell Druck in der Leitung 3 und
im
Speicher 5 aufbauen. Bei entlastetem Kran, vornehmlich in der Anfangsarbeitsstellung,
kann es durchaus möglich sein, daß erst über das Betätigen einer Funktion des Schiebersteuerventlis
vermittels Handbetrieb ein Druck aufgebaut werden muß. Auf die Möglichkeit einer
solchen Durchführung wurde bereits hingewiesen.
-
Beim erfindungsgemäßen Gegenstand obliegt den Drosseln 7 in der Druck
leitung 3 und den Drosseln 10 in der Rücklaufleitung 9 eine sehr wichtige Funktion.
Die Drosseln 7,10 sind als Zylinder mit einem eingepaßten langen Kolben ausgebildet.
Die richtige Abstimmung der Drosseln 7,10 zu der Dlstrommenge ist als konstruktive
Aufgabe anzusehen. Je feinfühliger die Fernsteuerung arbeiten soll, umso größer
muß der Drosselwert sein. Ohne diese Drosseln 7,10 bre es nicht ndglich, die Fernsteuerungsvorrichtung
feinfühlig zu regulieren. Der in der Leitung 3 vorhandene hohe Druck würde die Zylinder
15 und 16 schlagartig betätigen.
-
Das bereits bekannte, entsperrbare DoppelrUckechlagventil 14 hat die
Aufgabe zu verhindern, daß das unte-r Druck befindliche l aus den Zylindern 15 und
16 Ober das 4/3-Wegeventil 8 abströmen kann. Zur Uerhinderung der den Schiebersteuerventilen
anhaftenden
Leckölverlust muß das Abschaltventil 18 in seiner Stellung
a absolut dicht schließen. Zu diesem Zweck sind dem AbsChaltventil 18 zwei Rückschlagventile
18' zugeordnet; vergl. in diesem Zusammenhang die Stellung a des Abschaltventils
18 in der Zeichnung.
-
Zur konstruktiven Ausbildung der erfindungsgemäßen Fernsteuerungsvorrichtung
darf angeführt werden, daß die Ventile 18, 14, 8 in einem Block aufgebaut werden
können.
-
Diese einzelnen Blöcke können wiederum in der Anzahl zusammengehaut
werden, wie Funktionen zur Betätigung des Krans nötig sind. Uon diesem gesamten
Block führen nun die Leitungen 3 bzw. 9 mit den entsprechenden Elementen zu der
Druckleitung 1 bzw. zum Tank 11. Aus dem gesamten Block können die dünnen Leitungen
zu den Zylindern 15 und 16 der einzelnen Funktionen herausgeführt werden. Die Zylinder
15 und 16 der einzelnen Funktionen werden nahe bei den Steuerstangen 17 an der Steuerstangenhalterung
befestigt, oder sie können direkt am Ventilgehäuse angebracht werden, und zwar in
Form doppelwirkender Zylinder zur Betätigung der Steuerstangen 17. Der einfache
Aufbau der Fernsteuerung gewährleistet eine einfache Montage auch beim nachträglichen
Einbau schon im Einsatz befindlicher Geräte. Sie kann an alle Geräte angebaut werden,
die durch Schiebersteuervantile betätigt werden.
-
Als Vorteil beim Gegenstand der Erfindung gegenüber dem
Bekannten
darf ausgeführt werden, daß die Fernsteuerung in beiden der eingangs aufgezeigten
Grundarten ausgebildet werden kann. Derjenige, der die Vorrichtung bedient, bewegt
sich mit der Kommandostelle im oder außerhalb des Arbeitsbereichs des zu bedienenden
Geräts, wie Ladekran od.dgl. Hieraus ergibt es sich, daß der Kranfahrer gleichzeitig
den Kran von der Kommandostelle aus bedienen, die Last anschlagen und die Last unter
Umständen führen kann.
-
Ein weiterer Vorteil ist darin zu erblicken, daß mit der Anordnung
der einzelnen Ventile eine gedämpfte On-Off-Fernsteuerung durch anhaltende Betätigung
der Schalter und eine feinfühlige Steuerung des Steuerschiebers im Hauptventil durch
kurzzeitige Betätigung der betreffenden Schalter erreicht wird.