DE2338862A1

DE2338862A1 - Ueberlast-schutzsystem fuer lastkraene mit servosteuerung

Info

Publication number: DE2338862A1
Application number: DE19732338862
Authority: DE
Inventors: Lars-Olov Frisk
Original assignee: TICO AB
Current assignee: TICO AB
Priority date: 1972-08-14
Filing date: 1973-07-31
Publication date: 1974-02-28
Also published as: SE365486B; JPS5035844A

Description

Ueberlast-Schutzsystem für Lastkräne mit Servosteuerung.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Ueberlast-Schutzsystem fur hydraulisch betriebene Lastkräne mit Servosteuerventilen und einem ersten Arbeitsmotor, z.B.
einem Hubzylinder für den Kranarm, soie mit mindestens einem weiteren fluidbetriebenen Arbeitsmotors dessen Funktion oder Funktionen die Belastung des erstgenannten Arbeitsmotors beeinflussen können.
Bei Lastkränen dieser Art kann bekanntlich die Gefahr einer Ueberlastung auftreten, wenn man beispielsweise die Ausladung des Kragarmes bei hangender Last erhöht, oder auch auf andere Weise, wobei die Inbetriebnahme eines Arbeitsmotors eine Erhöhung der Belastung des Hub zylinders herbeiführt.
Bei hydraulisch servogesteuerten Lastkränen kommt das weitere Problem hinzu, daß zwei getrennte Hydraulikkreise vorliegen, was nicht ohne weiteres die Verwendung von bisher bekannten Schutzmaßnahmen gestattet.
Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, ein Schutzsystem gegen Ueberlastung hervorzubringen, das sich bei hydraulisch servogesteuerten, fluidbetriebenen Lastkränen verwenden läßt, sowie unkompliziert, zuverlässig und mit geringem Aufwand praktisch durchführbar ist, Dies wird nach vorliegender Erfindung dadurch erzieli" daß ein primärer Druckfühler den Fluiddruck des ersten Arbeitsmotors erfaßt und bei einem im voraus wählbaren Druck eine druckentlastende Verbindung zwischen einem hauptsächlich drucklosen Anschluß und der oder den Servofunktionen der Arbeitsmotoren öffnet oder schließt, die eine Erhöhung der Belastung des ersten Arbeitsmotors herbeiführen können.
Vorzugsweise wird die druckentlastende Verbindung zwischen dem Pluidtank der Servosteuerung und einem mit delt Steuerventil des weiteren Arbeitsmotors verbundenen Vorsteuerventil hergestellt. Bei mehreren fluidbetriebenen Arbeitsmotoren wird nach einer Ausführungsform der Erfindung vorgeschlagen, daß deren sämtliche die Belastung des erste Arbeitsmotors erhöhenden Vorsteuerventile jeweils über ein RückschlagventiL an den primären Druckfühler angeschlossen sind.
Nach einer anderen Ausfahrungsform der Erfindung wird die druckentlastende Verbindung zwischen dem Fluidtank der Servosteuerung und einem an dasjenige Vorsteuerventil des weiteren Arbeitsmotors angeschlossenen druckgesteuerten Hilfsventil vorgesehen, welches seinerseits vorzugsweise an die Steuerleitung einer an die Druckpumpe des Servosystemes angeschlossenen, druckgesteuerten Druckwaage angeschlossen ist, Weitere Kennzeichen und Einzelheiten der Erfindung seien nun näher anhand zweier in beiliegender Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiel beschrieben. Hierbei zeigen Fig. 1 eine Ausführungsform mit einem Hubzylinder für den Kranarm als ersten Arbeitsmotor und einem weiteren fluidbetriebenden Arbeitsmotor, wobei die Druckentlastung durch Auslösen einer Druckwaage im Servohydrauliksystem erfolgt~, Fig. 2 eine zweite Ausführungsform, wobei die Hydraulikkreise belastungserhöhender Funktionen drucklos gemacht werden, falls ein primärer DruckS1hier auslöst.
In Fig. 1 ist mit KP die Ilauptpumpe des Systems bezeichnet, die den erforderlichen Arbeitsdruck für einen ersten Arbeitsmotor erzeugt, der hier die Form eines mit dem Kranarm verbundenen Hubzylinders C1 hat, sowie für einen zweiten fluidbetriebenen Arbeitsmotor C2, hier in Form eines doppelwirkenden Zylinders. Ist keine Funktion im Betrieb, wird das Druckmedium von der Pumpe HP über die Druckleitung 1 durch den Rücklaufkanal in der mittleren Ventilschiebersektion II des für den Arbeitsmotor C2 vorgesehenen- Steuerventils V2, von dort über eine Leitung 121 zum Rücklaufkanal der mittleren Ventilschiebersektion II des für den Hubzylinder C1 vorgesehenen Steuerventils V1 und von dort über eine Rücklaufleitung 2 zum Hydrauliktank T des Systems gepumpt. Die Steuerventile V1 und V2 werden über Vorsteuerventile hydraulisch durch ein Servosystem gesteuert und nehmen unter Einwirkung einer Rückführfeder in Ruhestellung die Mittellage II ein.
Das Servosystem zur Betätigun£der Vor8teuerventile der Steuerventile V1 und V2 ist hauptsächlich auf an sich bekannte Weise aufgebaut. Eine Servopumpe P erzeugt den erforderlichen Steuerdruck, der durch eine Druckwaage 0 begrenzt wird, die sich bei Ueberschreiten eines im voraus eingestellten Servodruckes über eine interne Steuerleitung 10 öffnet und Druckmittel zum Fluidtank T ableitet. Von der Servopumpe So geht eine Druckleitung 8 zu vier Servoventilen S1, 52, S3 und S4. Diese Servoventile sind außerdem an eine Rücklaufleitung 9 zum Tank 10 angeschlossen und.
darüber hinaus jeweils über eine gesonderte Servosteuerleitung 4, 5, 6, 7 jeweils an ein Vorsteuerventil, Bei nicht betätigten Servoventilen S1-S4 ist jede einzelne dieser Servosteuerleitungen 4-7 7 mit der Rücklaufleitung 9 verbunden und somit drucklos.
Zum Sensen des Kranarmes wird das Servoventil S1 manuell betätigt, wodurch die Servodruckleitung 8 mit der Servosteuerleitung 4 verbunden und der Ventilschieber des Steuerventils V1 nach links in der Zeichnung zur Lage III verschoben wird. Druckmittel vom Zylinder C1 kann dann über die Leitung 41, den Ventilschieber sowie eine Leitung 21 zur Rücklaufleitung 2 und von dort zum Tank T strömen, wodurch der kolben sich im Zylinder nach unten bewegt und sich der Eranarm wie vorgesehen senkt.
Zum Heben des Kranarmes dagegen wird das Servoventil S2 betätigt, wodurch die Servosteuerleitung 5 mit der Servodruckleitung 9 verbunden wird und das entsprechende Vorsteuerventil den Ventilschieber des Steuerventils V1 nach rechts in der Zeichnung zur Stellung I verschiebt. Dadurch wird die Verbindung zwischen den Leitungen 121 und 2 un-terbrochen, d.h. das Druckfluidum kann nicht mebrdrucklos zwischen der Pumpe HP, den Leitungen 1, 121, 2 und dem Tank T zirkulieren, sondern ein Druck baut sich auf, der über die Leitung 11 und das Rückschlagventil B1 sich zur Leitung 41 fortpflanzt und den Kolben im Zylinder C1 nach oben schiebt, wodurch sich der Kranarm hebt.
Ueber eine Leitung 61 ist an der Zylinder C1 ein primärer Druckfühler PV angeschlossen, der den Druck im Zylinder C1 erfaßt und bei einem vorgebbaren Druck entgegen der Kraft einer Rückführfeder von seiner ursprünglichen Stellung II in die Auslösestellung I übergeht, wodurch eine Leitung 30 mit dem Fluidtank T des Systems verbunden wird.
Das Steuerventil V2 steuert die Bewegungen des Arbeitsmotors C2. Dieser Arbeitsmotor kann beispielsweise aus einem Ausfahrzylinder für einen am Kranarm ausfahrbar vorgesehenen Ausleger, einem Knickzylinder für einen am Kranarm angelenkten heb- und senkbaren Kranarm, einer Seilwinde oder irgendeinem anderen Arbeitsmotor bestehen, der die Belastung des Hubzylinders CI beeinflussen kann.
Die beiden Zylinderkammern des Arbeitsmotors C2 sind über Leitungen 42, 52 mit dem Steuerventil V2 verbunden.
Voraussetzend, daß C2 ein Ausfahrzylinder ist, wird die Ausfahrfunktion, d.h. dessen rechte Kammer in der Zeichnung an die Leitung 42 und dessen einziehende, d.h, die Belastung des Hub zylinders herabsetzende Funktion an die Leitung 52 angeschlossen. Soll der Ausfahrzylinder eingezogen werden, wird das Servoventil S3 betätigt, welches die Servosteuerleitung 6 mit der Servodruckleitung 8 verbindet, worauf da.n entsprechende Vorsteuerventil den Ventilschieber des Steuerventils V2 nach links in der Zeichnung zur Stellung III verschiebt, so daß aus der Hauptpumpe HP über die Druckleitungen 1, 12 ein Bückschlagventil B2 und die Leitung 52 der linken Kammer des Arbeitsmotors C2 Druckmittel zugeführt und der Kolben nach rechts in der Zeichnung verschoben wird.
Das Druckmittel in der rechten Kammer des Zylinders C2 strömt über die Leitungen 42, 22 und 2 zurück zum Tank T.
Soll dagegen der Ausfahrarm ausgefahren werden, wird das Servoventil S4 betätigt und die Servodruckleitung 8 mit der Servosteuerleitung 7 verbunden, wodurch das linke Vorsteuerventil des Steuerventils V2 beaufschlagt wird und den Ventilschieber nach rechts in der Zeichnung zur Stellung 1 verschiebt, wodurch Druckmittel von der Hauptpumpe HP über die Leitungen 1, 12 und 42 der rechten Kammer des Arbeitsmotors G2 zugeführt wird. Gleichzeitig pflanzt sich der Steuerdruck des Servosystems von der Servosteuerleitung 7 über eine Leitung 72 zu einem sekundären Druckfühler SV2 fort, der unmittelbar aus seiner Ruhestellung II in die Stellung 1 verschoben wird, und zwar noch bevor das an die Servosteuerleitung 7 angeschlossene Vorsteuerventil den zugehörigen Ventilschieber des Steuerventils V2 verschieben kann. Hat hierbei der Hubzylinder C1 seine höchstzulässige Belastung bereits erreicht oder gar überschritten, befindet sich auch der Schieber des primären Druckfühlers PV in der Stellung 1, so daß die Steuerleitung 3 der Druckwaage 0 über den sekundären Druckfühler SV2, die Leitungen 34 und 30 sowie den Schieber des primären Druckfühlers PV mit dem Tank.T verbunden und somit drucklos ist.
Bei druckloser Steuerleitung 3 öffnet indessen die Druckwaage 0, die Servodruckleitung 8 wird praktisch drucklos und somit auch die Servosteuerleitung 7, weshalb das ar die Servosteuerleitung 7 angeschlossene Vorsteuerventil den Ventilschieber des Steuerventils V2 nicht verschieben kanne und somit die beabsichtigte Ausfahrbewegung nicht erfolgt, wodurch man eine sonst drohende Ueberlastung des Hub zyl inders C1 verhinderts wie dies ja auch angestrebt wird.
Wird das Servoventil 54 losgelassen und stattdessen das Servoventil 3 betätigt, baut sich der Servodruck erneut auf, wodurch sich der ausfahrbare Arm einziehen läßt und die Belastung des Hubzylinders Cl abnimmt.
Falls mit Hilfe des Kranarmes und Hubzylinders C1 eine Last gehoben werden soll, die so schwer ist, daß der IIubzylinder C1 überlastet würde, wird diese Ueberlastung folgendermaaen verhindert.
Das Servoventil S2 wird betätigt und die Servosteuerleitung 5 mit der Servodruckleitung 8 verbunden. Da über eine Leitung 73 ein sekundärer Druckfuhler SV1 an die Servosteuerleitung 5 angeschlossen ist, pflanzt sich der Servosteuerdruck zum genannten sekundären Druckfühler 5V1 fort und verschiebt denselben sofort in die Stellung I, wodurch die Steuerleitung 3 über die Leitung 33, den sekundären Druckfühler SVI und die Leitung 30 mit dem drucklosen Tank verbunden wird. Dies erfolgt bereits, bevor das entsprechende Vorsteuerventil den Ventilschieber des Steuerventils V1 für den Hubzylinder C1 nach rechts in die Stellung I verschieben kann. Wenn diese Ventilschieberverschiebung anschließend erfolgt, wird die Druckkammer des Hubzylinders C1 über die Leitungen 41, 11 und 1 mit der Hauptpumpe HP verbunden. Gleich zeitig wird die Verbindung zwischen den Leitungen 121 und 1 unterbrochen, wodurch der Arbeitsdruck anwächst und auch der Druck Im Hubzylinder C1 ansteigt Der primäre Druckfühler PV erfaßt, wie bereits erwähnt, über die Leitung 61 diesen Druck. Falls dieser die höchstzulässige Grenze und damit den eingestellten Auslösewert überschreitet, hellt der primäre Druckfühler in die Stellung I über und verbindet die Leitung 30 mit dem Tank T, , wodurch auch die Steuerleitung 3 drucklos wird, die Druckwaage 0 öffnet und das Vorsteuerventil keinen ausreichenden Servodruck mehr erhält, um den Ventilschieber in der Stellung I halten zu können, wodurch die Kraft der einen Rückführfeder überhand nimmt und den Steuerschieber in die hittelstellung II zurückdrückt. Somit wird der Hebevorgang unterbrochen, sobald der Hubzylinder G1 seine höchstzulässige Belastung erreicht hat, wodu-rch ein Ueberlasten unmöglich wird. Durch Verringern der Ausladung, z.B. durch Einziehen des ausfahrbaren Kranarmes, kann man das den Kran beaufschlagende Lastmoment verringern und eventuell durch erneutes Heben mit geringerer Ausladung die in Rede stehende Last hochheben.
Das System nach Fig. 2 ist auf analoge Art und Weise aufgebaut, doch mit dem Unterschied, daß die Druckwaage 0 keine äußere Steuerleitung 3 aufweist, sowie daß die sekundären Druckfübler 5V1 und SV2 fehlen. Stattdessen sind die entsprechenden Fühlerleitungen 72 und 73 direkt an den primären Druckfühler PV angeschlossen und werden mit dem drucklosen Tank T verbunden, falls die Belastung des Hubzylinders C1 ihren höchst zulässigen Wert erreicht oder gar überschreitet. Damit die Servosteuerleitungen 5 und 7 sich nicht gegenseitig über die Leitungen 72 und 73 beeinflussen, sind in letzteren Rückschlagventile vorgesehen, deren öffnungsrichtung von der Leitung 72 bzw. 73 zu der zum primären Druckfühler PV führende Leitung 30 verläuft. An Fig, 2 sind weitere Rückschlagventile angedeutet, an die weitere Funktionen angeschlossen werden können, falls das System erweitert wird, d.h, diejenigen der Funktionen der zugehörigen Arbeitsmotoren, die eine Erhöhung der Belastung des Hubzylinders CI herbeiführen können, werden an diese Rückschlagventile angeschlossen, Diejenigen der Arbeitsfunktionen dieser Arbeitsmotoren, die eine Verringerung der Belastung des Hubzylinders C1 herbeiführen, sind in Uebereinstimmung mit den rechtsseitigen Vorsteuerventilen und Servosteuerleitungen 4, 6 der Steuerventile V1 und V2 geschaltet.
Anstatt ein Rückschlagventil für jede Leitung 72, 73 sowie einen einzigen primären Druckfühler PV vorzusehen, kann man selbstverständlich auch ein vom Druck im Hubzylinder C1 beeinflusstes Organ für jede Leitung 72, 73 vorsehen.
Außerdem lassen sich die Steuerventile und Servoventile im Rahmen fachmännischen Könnens abwandeln, ohne vom Erfindungs gedanken abzuweichen.

Claims

Patent ansprüche

(1. ß Ueberlast-Schutzsystem für hydraulisch betriebene astkräne mit Servosteuerventilen und einem ersten Arbeii;smotor, vorzugsweise einem Hubzylinder für den Kranarm, sowie mindestens einem weiteren fluidbetriebenen Arbeitsmotor, dessen Funktion die Belastung des ersten Arbeitsmotors beeinflussen kann, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e l, daß ein primärer Druckfühler (PV) den Fluiddruck im ersten Arbeitsmotor (G1) erfaßt und bei einem vorgebbaren Druck eine druckentlastende Verbindung zwischen einem hauptsächlich drucklosen Anschluß (T) und der oder den Servofunktionen (Servosteuerleitung 5, 7) der Arbeitsmotoren (C1, C2) öffnet oder schließt, die eine Erhöhung der Belastung des ersten Arbeitsmotors (C1) herbeiführen können.
2. Ueberlast-Schutzsystem nach Anspruch 1, d a d u r c il g e k e n n z e i c h n e t, daß die druckentlastende Vei bindung zwischen dem Fluidtank (T) der Servosteuerung und einem mit dem Steuerventil (V2) des weiteren Arbeitsmotors (C2) verbundenen Vorsteuerventil erfolgt.
3. Ueberlast-Schutzsystem nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e X, daß bei mehreren fluidbetriebenen Arbeitsmotoren alle diejenigen Vorsteuerventile, die die Belastung des ersten Arbeitsmotors (C1) erhöhen können, jeweils über die Rückschlagventil an den primären Druckfühler (PV) angeschlossen sind.
4. Ueberlast-Schutzsystem nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die druckentlastende Verbindung zwischen dem Fluidtank (D) der Servosteuerung und einem an die die Belastung des ersten Arbeitsmotors (C1) gegebenenfalls erhöhende Servosteuerleitung (7) des weiteren Arbeitsmotors (C2) angeschlossenen druckgesteuerten Hilfsventil als sekundärem Druckfühler (SV2) erfolgt.
5. Ueberlast-Schutzsystem nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der sekundäre Druckfüilcr (SV2) an die Steuerleitung (3) einer an die Druckquelle (SP) des Servosystems angeschlossenen druckgesteuerten Druckwaage (0) angeschlossen ist.
6, Ueberlast-Schutzsystem nach Anspruch 4 oder 5, mit mehreren weiteren Arbeitsmotoren, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß diesen weiteren Arbeitsmo-toren zugeordnete sekundäre Druckfühler (SVI, SV2) in der Steuerleitung (3) parallel geschaltet sind und in Ruhelage geschlossen sowie in Auslösestellung geöffnet sind.
7. Ueberlast-Schutzsystem nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e 1 c hn e t, daß der primäre Druckfühler (PV) als ein von außen druckgesteuertes Rückschlagventil aufgebaut ist.
8. Ueberlast-Schutzsystem nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i. c n e t, daß die sekundären Druckfühler als parallelgeschaltete Rückschlagventile in Reihenschaltung mit dem primären Druckfühler (PV) vorgesehen sind (Fig. 2).

L e e r s e i t e