DE2312550A1 - Sicherungseinrichtung fuer hydraulische anlagen - Google Patents

Description

• Sicherungseinrichtung für hydraulische Anlager Die Erfindung betrifft eine Sicherungseinrichtung fir hydraulische Anlagen mit Druckerzeuger und Steuerungen für die Arbeitszylinder sowie diesen zugeordnete elektrische Einrichtungen als Überlastsicherung und Sicherung gegen unbefugte Benutzung.
• Bei solchen Anlagen ist es von besonderer Wichtigkeit die damit ausgerüsteten und betrielenen Naschinen, seien es nun stationäre Maschinen oder Fahrzeuge vor 'berlastung und vor Beschädigungen jeglicher ;rt zu schützen.
• Insbesondere bei mit Hydraulik-Anlagen ausgerüsteten Fahrzeugen wie etwa bei Hubstaplern und Kranen spielt die Überlastsicherung eine große Holle, wobei nicht nur das Überschreiten der Nennlast, sondern auch die ungünstige Beladung in Bezug auf den Schwerpunkt eine Rolle spielen kann. Zu den wichtigen Sicherungseinrichtungen gehören in diesem busammenhang auch solche, die ein unbefugtes und unbeabsichtigtes Betätigen der Anlage verhindern.
• Es ist bekannt und gebruchlich, hydraulische Anlagen durch den Einbau von Überdruckventilen zu schützen, die bei Überlast ansnrechen. achteilig ist dabei, da) die Überdruckventile leicht verstellt werden können und daß sie je nach der Durchflußmenge eine gewisse Streuung während des Öffnens aufweisen. Dadurch ist ein exaktes Abschalten der Anlage bzw. das Abschalten einzelner Anlageteile nicht gewährleistet. Außerdem muß die Druckpumpe während des Ansprechens des Überdruckventiles gegen den maximal eingestellten Druck arbeiten, wodurch eine starke Erwärmung der Druckflüssigkeit entsteht.Auch beim Anfahren einer hydraulischen iÆresse gegen den endanschlag ergeben sich ähnliche Verhältnisse. Bei Anlagen mit mehreren, unter verschiedenen Drücken arbeitenden Kreisen werden mehrere, verschieden eingestellte Überdruckventile benötigt, so daß sich hier die Nachteile und Ungenauigkeiten in der Druckhaltung vervielfachen. Bei in Fahrzeuge, z.B. in Hubstapler eingebauten hydraulischen Anlagen wirken sich beim Fahren unter Last die dynamischen Einflüsse infolge von Fahrbahnstößen in der Art ungünstig aus, daß die Tiberdruckventile il durchlassen und eine aufgenommene Last allmählich absinkt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile beim Betrieb von hydraulischen Anlagen zu verhindern. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bei solchen Anlagen zwischen dem Druckerzeuger und den Steuerungen für die Arbeitszylinder ein elektromagnetisch beeinflußter Umschaltschieber vorhanden ist, der bei Druciiiberschreitungen in den Arbeitszylindern und bei unbefugem und unbeabsichtigtem Betätigen der Anlage über Druckmelder und elektrische oder elektronische Schalter sowie diesen zugeordnete Elektril die vom Druckerzeuger geförderte Druckflüssigkeit unmittelbar in den Vorratsbehälter zurückleitet. Dabei sperrt der dem Umschaltschieber zugeordnete Elektromag-net im spannungslosen Zustand den Schieber von den Steuerungen der Arbeitszylinder ab und schaltet die Druckflüssigkeit auf drucklosen Umlauf.
• Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Druckmelder in den von den Steuerungen zu den Arbeitszylindern führenden hydraulischen Leitungen angeordnet.
• Diese Druckmelder weisen federbelastete kolben auf, die beim Überschreiten des zulässigen Druckes elektrische Schalter betätigen,wobei zusätzlich eingebaute Widerstände nur einen ganz bestimmen Strom zu der Elektrik durchlassen.-Zur Sicherung gegen unbefugte Benutzung der hydraulischen Anlage sind in die griffe der Bedienungshebel Kontaktzonen eingebaut, welche von außen zu beeinflussen sind und damit als Sicherungschalter wirken.
• Weiterhin sind im Bereich der Bedienungshebel elektrische Schalter angeordnet, die beim Verschwenken der bedienungshebel geöffnet oder geschlossen werden.
• An den Arbeitszylindern können elektrische Schalter angebracht sein, welche durch einen an der Kolbenstange angeordneten kurz vor Erreichen der k:ndstellung ein Anlaufen des Kolbens am Zylinderboden verhindern.
• Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist der Umschaltschieber mit einer Ein- und Ausschaltverzögerung ausgerüstet. Schließlich enthalt die Elektrik Rinrichtungen, welche dieser gemeldete kurzzeitige elektrische Signale unterdrückt.Weitere Einrichtungen der Elektrik ermöglichen die Speicherung längerer elektrischer Signale bis zu einem Zeitpunkt, zu dem diese Signale durch die im Bereich der Bedienungshebel angeordneten Schalter gelöscht werden.
• Die mit der Erfindung erzielter Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Sicherungseinrichtung die hydraulischen Anlagen in Jeder Richtung schützt und zwar sowohl hinsichtlich der Überlastung der Arbeitspressen und der damit verkundenen Geräte als auch hirsichtlich der unbefugte und unbeabsichtigten Inbetriebnahme der Anlage.
• durch den Wegfall der sonst üblichen ungenau arbeitenden Sicherheitsventile und deren @ s?tz durch elektrohydraulisch wirkende Druckmelder ist eine genaue Druckdosierung für die einzelnen Arbeitszylinder bzw. Arbeitsspressen möglich, die im Zusammerwirken mit den zusätzlichen elektrischen Einrichtungen und der Sicherung gegen unbefutes und unbeabsichtigtes Inbetriebnehmen jede Gefährdung der Anlage selbst und der sie bedienenden Personen ausschließt.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
• In dem in der Zeichnung dargestellten Schaltplan ist als Ausführungabeispiel eine hydraulische Anlage für einen hubstapler aufgezeigt. Als Druckerzeuger dient eine Pumpe 8, welche die Arbeitsflüssigkeit aus einem vor ratsbehälter 13 ansaugt. In die zu einer Mehrfach-Steuerung 10 führende Leitung ist ein Umschaltschieber 1 eingebaut, über welchen auch die Rücklaufleitung zum Behälter 13 geht. Betätigt wird der Umschaltschieber 1 durch einen mit diesem zusammengebauten Elektromagneten 15.
• In die zum Umschaltschieber 1 und von diesem weg führenden Leitungen ist ein Überdruckventil 9 eingebaut, das nur als Sicherungheitsventil dient. über die Mehrfach-Steuerung 10 werden Arbeitszylinder bzw. -Fressen 6, 7 geschaltet und in die zu diesen Zylindern bzw. Pressen 6, 7 führenden hydraulischen leitungen sind Druckmelder 2 eingebaut.Die Druckmelder bestehen aus federbe@steten Kolben 16, die bei auftre@e@dem überdruck Schalter 17 schlieden.Von diesen Schaltern 17 führenelektrsche Leitungen zu einer der gesamten Anlage zugeordneten elektrik 14, die ihreseits den Elektromagneten 15 des Umschaltschiebers 1 beenflust.In die Druckmelder2 sind noch Widerstünde 18 eingebaut,welche an der Elektrik 14 nur einen ganz bestimmen, diesen ansprechender Strom durchlassen.An dem Arbeitzylinder 6 ist noch ein schalter @ angebaut mit dem ein an der Kolbenstarre befesti@-te 12 zusammenarbeitet.Die @ehrfac-Steuerung 10 wird über Bedienungshebel 11 betätigt,in deren Griffe Kontaktzonen 3 eingebaut sind,welche von außen beeinflußt werden können und damit als Sicherunggsschalter gegenunbefugte und unbeabsichtigte Betätigung dienen.Diese Kontaktzonen werden als Scahlter,welche verzurweise auf Hochfrequenz-Basis arbeiten, ausgeführt. -Schließlich sind noch elektrische Schalter 4 eingebaut, welche entweder unmittelbar an der ehrfachsteuerung 1C oder im Bereich der Bedienungshebel 11 angebracht sein können.
• Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßer Sicherungseinrichtung für hydraulische Anlagen ist folgende.Solange die in der Griffknöpfen der Bedienungshebel 11 eingebaute@Kontaktzonen 3 nicht durch einen metallischen Köorner, z.B. eine in einem Handschuh des Bedienungsmannes eingesetzte metallische Folie beenflußt sind,erhält der Magnet 15 des Umsehaltschiebers 1 keine Spannung und die von der Pumpe 8 geförderte Flussigkeit fließt drucklos in den Vorratsbehälter 13 zurück. erst wenn Kontanktzoren 3 in den Griffen beenfluit sind, bekommt die Elektrik 4 ein elektrusches Signal,wodurch der Magnet 15 des Umscilaltschiebers 1 unter Spannun: gesetzt wird und den umschaltschieber so bewegt, daß Druckflüssigkeit von der Pumpe 8 zu den Steuerungen 40 fließen kann. Gleichzeitig kann jetzt auch von den Arbeitzylindern 6,7 zurückkommendes (Jl über die Steuerungen 10 in den Vorratsbehälter 13 zurückfließen. Die hydraulische Anlage ist damit betriebsbereit.
• in Sobald/einepi der Druckräume der Arbeitszylinder 6, 7 infolge berlast ein zu hoher Druck entsteht, wird der Kolben 16 des zuordeten Druckmelders 2 gegen die Federkraft verschoben und der Schalter 17 geschlossen. Dies bewirkt, daß über die elektrik 4 und den lagneten 15 der umschaltsschieber 1 schließt und die Pumpe 8 wieder auf drucklosen einlauf bringt. Die Anlage ist damit abgeschaltet. Dies kann aber nur geschehen, wenn die Schalter 4 durch die Bedienungshebel 11 in ihrer verschwenkten Stellung geöffnet sind.Sobald einer der Bedienungshebel 11 in die Neutralstellung bzw. in die Gegenrichtung verschwenkt wird,schließen die Schalter 4 und der Magnet 15 des Umschaltschiebers 1 kommt unter Spannung, wodurch die Druckflüssigkeit zu den Steuerungen 10 gelangen und von dort wieder abfließen kann. Dadurch ist es möglich, z.B. eine Uberlast abzusetzen.
• Um beim Einfahren des kolbens im Arbeitszylinder 6 ein anstehen an Zylinderboden zu vermeiden, ist an dem .-ylinder ein Schalter 5 angebracht, der kurz vor Erreichen der Endstellung von einem an der Kolbenstange angebrachten Impuls eber beeinflußt wird,so daß die Anlage wiederum über die Elektrike 4, den Magneten 15 und den Umschaltschieber 1 abgeschaltet wird. Damit lä-'t sich ein unzulässiger Druckanstieg vermeiden.Diese Abschaltung wird wider aufgehoben, wenn der entsprechende iedienungshebel 11 in die Neutralstellung kommt.
• IJm zu verhindern, daß kurzzeitige Druckspitzen' welche durch plötzliches Beschleunigen der Pumpendrehzahl oder zu schnelles Einschalten eines hydralischen Arbeitskreises entstehen, die Anlage abschalten, ist in die blektrik 4 eine Zeitverzögerung eingebaut.Außerdem wird ein Sper signal, welches in die Elektrik 4 kommt, so lanfre gespeichert, bis der jeweilige Bedienun.gshebel 11 in die Neutral-Lage zurückkommt.Hierdurch wird ein "Aufschaukeln" der Anlage verhindert. - Es ist außerdem möglich, auch den Umschaltschieber 1 mit einer Ein- und Ausschaltverzögerung zu versehen. Dadurch können kurze Druckspitzen überbrückt werden.

Claims (11)

A n s p r ü c h e

1. Sicherungseinrichtung für hydraulische Anlagen mit Druckerzeuger und Steuerungen für die Arbeitszylinder sowie diesen zugeordnete elektrische Einrichtungen als Überlastsicherung und Sicherung gegen unbefugte und unbeabsichtigte Betätigung, gekennzeichnet durch einen zwischen dem Druckerzeug-er (8) und den Steuerungen (10) für die Arbeitszylinder (6, 7) angeordneten elektromagnetisch beeinflußten Umschaltschieber (1), der bei Drucküberschreitungen in den Arbeitszylindern (6,7) und bei unbefugtem sowie unbeabsichtigtem Betätigen der Anlage über Druckmelder und elektrische Schalter sowie eine diesen zugeordnete Elektrik (14) die vom Druckerzeuger (8) geförderte Druck flussi@keit unmittelbar in den Vorratsbehälter zurückleitet.

2. Sicherungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Umschaltschieber zuordenete Elektromagnete (15) im spannungslosen Zustand den Schieber (1) von den Steuerungen (10) absperrt und die Druckflüssigkeit auf drucklosen umlauf schaltet.

3. Sicherungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmelder (2) in den von den Steuergen (10) zu den Arbeitszylindern (6,7) führenden hydraulischen Leitungen angeordnet sind.

Sicherungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmelder (2) federbelastete Kolben (16) aufweisen, welche bei Druckübersekreiisung elektrische Schalter (17) betätigen.

5. Sicherungseinrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch @ekennzeichnet,daß in die Druckmelder (3).Viderstände (1@) zur Strombeeinflussun eingebaut sind.

6. Sicherungseinrichtung nach den Arsurüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die Griffe der Bediennungshebel(11) Kontaktzonen (3) eingebaut sind.

7. Sicherungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,daß elektrische Schater (4) vorhanden sind, die bei verschwenktem Bedienungs hebel (11) ansprechen.

8. Sicherungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Arbeitszylinder (6) ein elektrischer schalter (5) angebaut ist, der von einem an der Kolbenstange befestigen Impulsberger (12) beeinflußt wird.

9. Sicherungseinrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet,daß der Umschaltschieber(1) mit einer bin- und Ausschaltverzögerung versehen ist.

10. Sicherungseinrichtung nach Ansprüch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrik (14) Einrichtungen enthält, welche dieser @emeldete kurzzeitige elektrische Signale unterar cken.

11. Sicherungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrik (14) Einrichtungen enthält, welche längere elektrische Signale so lange speichern, bis sie durch die Schalter (4) gelöscht werden.

L e e r s e i t e