DE2343832A1 - Lasterfassungs- und druckbegrenzungsorgan mit beschleunigter ausloesung - Google Patents
Lasterfassungs- und druckbegrenzungsorgan mit beschleunigter ausloesungInfo
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Description
München 22, Sieinsdorfstr. 21-22 Z <3 4>ί 9 ^
Eck· Zweit»*)«!«·«**·. Tel. »8462
AB TICO
(xävle / Schweden
(xävle / Schweden
Lasterfassungs- und Druckbegrenzungsorgan mit
beschleunigter Auslösung«
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Lasterfassungs- und Druckbegrenzungsorgan, vorzugsweise zur Verwendung
bei fluiäbetriebenen Anordnungen mit mindestens zwei fluid-' betriebenen Arbeitsmotoren, wobei die Belastung eines ersten
Arbeitsmotoradurch Fahren eines oder mehrerer anderer Arbeitsmotoren erhöht oder verringert werden kann, und ein zur Belastung
des ersten Arbeitsmotors proportionaler Druck durch einen Druckfühler erfaßt und zur Vermeidung von Ueberlastung des
ersten Arbeitsmotors durch einen anderen Arbeitsmotor ausgenützt wird.
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Lasterfassungs- und Druckbegrenzungsorgane vorbekannter
oder bereits früher vorgeschlagener Ausführungen erreichen die vorgesehene Auslösestellung in der Regel sukzessiv entsprechend
der zunehmenden Belastung des ersten fluidbetriebenen Arbeitsmotors. Dabei kann durch äußere Einflüsse eine Art von Pendeln
um die Auslösestellung entstehen, was verschiedene Unannehmlichkeiten
mit sich führt.
Die vorliegende Erfindung hat zum Zweck, dies zu vermeiden und eine Lasterfassungs- und Druckbegrenzungsvorrichtung vorzuschlagen,
die bei Erreichen des ersten Stadiums der Auslösestellung distinktiv in eine ausgeprägte Auslösestellung umschlägt·
Dies soll außerdem auf einfache und unkomplizierte Art und Weise durch eine mit geringem Aufwand herstellbare Vorrichtung
erfolgen.
Erfindungsgemäß erreicht man dies hauptsächlich dadurch, daß der Druckfühler einen Primärkolben mit kleinerem Querschnitt
zur Erfassung des zur Belastung des ersten Arbeitsmotors proportionalen Druckes sowie einen Sekundärkolben mit größerem Querschnitt
aufweist, daß beide Kolben gegen die Kraft einer Feder in einem Zylinder mit zwei Ausnehmungen mit verschiedenen, den
Kolben entsprechenden Querschnitten in eine Auslöse stellung
verschiebbar sind, in welcher zwei Kammern miteinander verbunden oder ein Ventil geöffnet wird o.dgl. sowie daß der Sekundärkolben
dazu dient, nach einer einleitenden Verschiebung durch den Primärkolben in beginnende Auslösestellung eine oder mehrere
Kammern ö.dgl. zu öffnen, die mit den Fluidleitungen des oder
der anderen Arbeitsmotoren verbunden und mit die Belastung des ersten Arbeitsmotors erhöhenden Punktionen gekuppelt sind, wodurch
der diesen anderen Arbeitsmotoren zugeführte Fluiddruck den Sekundärkolben beaufschlagen und denselben weiter in Auslöserichtung
verschieben kann. Auf diese Art und Weise erhält man eine beschleunigte Auslösung, die distinktiv und ohne mehrfaches Pendeln um den Auslösepunkt erfolgt.
Nach einer vorgezogenen Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, daß einer der Kolben eine Ausnehmung o.dgl. und
der Zylinder eine mit einer Fluiddruckquelle verbindbare Kammer
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ο.dgl. aufweist, sowie eine mit einem hauptsächlich drucklosen
Fluidrecipienten verbindbare Kammer o.dgl., sowie daß die Kammern
und die Ausnehmung eine solche gegenseitige Lage haben, daß die Kammern in Auslösestellung miteinander verbunden werden,
wodurch der von der Fluiddruckquelle abgegebene Druck sinkt.
Nach einer Weiterentwicklung der Erfindung wird außerdem vorgeschlagen, im Zylinder beiderseits der Stirnseiten des
Sekundärkolbens Kammern vorzusehen, die durch eine vorzugsweise im Sekundärkolben vorgesehene Drosselöffnung miteinander verbunden
sind, sowie daß die eine dieser Kammern in Verbindung mit der mit dem Fluidtank verbindbaren Steuerkammer des Zylinders
steht.
Um zu verhindern, daß hierbei die verschiedenen anderen Arbeitsmotoren einander gegenseitig beeinflussen, sind nach
einer Weiterentwicklung der Erfindung jeweils Rückschlagventile in den Verbindungen zwischen diesen anderen Arbeitsmotoren und
der damit verbindbaren Steuerkammer des Zylinders vorgesehen. Dadurch verhindert man, wie gewünscht, daß Fluidum von einem
Arbeitsmotor über den genannten Zylinder bzw. die jeweilige Kammer zu einem oder mehreren der anderen Arbeitsmotoren überströmen
kann.
Um die erfindungsgemäße Vorrichtung für verschiedene, je nach Einsatzfall einstellbare Auslösedrücke einstellbar zu
machen, wird weiterhin vorgeschlagen, die Feder auf an sich bekannte Art und Weise durch eine Schraubvorrichtung vorspannbar
auszuführen, sowie die Feder in der mit dem Fluidtank verbindbaren
Kammer des Zylinders vorzusehen.
Ein Einsatzbeispiel der Erfindung sei nun näher anhand
beiliegender Zeichnung beschrieben. Dieselbe zeigt eine praktische Ausführungsform des erfindungsgemäßen lasterfassungs- und
Druckbegrenzungsorganes in einem Längsschnitt, eingezeichnet in
ein Schaltschema einer fluidbetriebenen Vorrichtung mit einem ersten Arbeitsmotor und drei weiteren Arbeitsmotoren, von welchen
zwei die Belastung des ersten Arbeitsmotors beeinflussen können.
Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Von einer Pumpe P
wird Hydraulikmedium über eine Leitung 1 zu den verschiedenen
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Steuerventilen V1, V2, V3 und V4 gepumpt. Der größtmögliche
Druck in der Leitung 1 wird durch eine Druckwaage O begrenzt.
Das Hydraulikmedium wird in diesem Ausführungsbeispiel bei unbetätigten Steuerventilen über eine Leitung 2 zurück zu
einem Druckmittelrezipienten T geleitet.
An das Steuerventil V1 ist ein erster Arbeitsmotor A1 angeschlossen.
An die übrigen Steuerventile V2, V3, V4 sind die anderen Arbeitsmotoren A.2, A3, A4 angeschlossen. Hierbei sei
vorausgesetzt, daß das Fahren der beiden Arbeitsmotoren A2, A3 jeweils die Belastung des ersten Arbeitsmotors A1 erhöhen oder
verringern und somit im Prinzip auch eine Ueberlastung des ersten Arbeitsmotors A1 herbeiführen kann.
Zum Heben von Last durch den ersten Arbeitsmotor A1 wird der Hebel des Steuerventils V1 in Hebestellung geführt, wobei
Druckmittel aus der Leitung 1 über das Rückschlagventil B1 der Leitung 3 zugeführt wird und somit die Druckkammer des Hubzylinders
A1 beaufschlagt. An die Leitung 3 ist auch eine Steuerleitung 4 angeschlossen, die zum Anschluß 10 eines Druckfühlerventils
AV führt. Derselbe steht in Verbindung mit einem Zylinder 28, in welchem ein Primärkolben 11 verschiebbar vorgesehen
ist. Der Primärkolben 11 seinerseits ist mit einem Sekundärkolben 12 verbunden, der nachstehend noch eingehender beschrieben
wird. Wenn beim Heben der Last der Fluiddruck einen gewissen, für das System zulässigen Höchstwert überschreitet, wird die
Druckwaage O geöffnet. Ein weiteres Heben und damit eine Erhöhung der Belastung des ersten Arbeitsmotors A1 wird dadurch
verhindert, daß die Druckwaage O die Druckleitung 1 mit der Rücklaufleitung 2 verbindet und somit druckmäßig entlastet.
Soll z.B. hängende Last mit Hilfe eines am äußeren Ende eines Kranarmes angelenkten knickbaren Auslegers gesenkt werden,
wird der Steuerhebel des zugeordneten Steuerventils V2 in die Stellung "Senken" geführt. Dabei strömt Druckmittel über die
Leitungen 1 und 6, das druckgesteuerte Rückschlagventil TB1
sowie die Leitung 5 zum zweiten Arbeitsmotor A2. Gleichzeitig wird das zweite druckgesteuerte Rückschlagventil TB2 über die
zugehörige, gestrichelt dargestellte Drucksteuerleitung geöffnet,
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so daß aus der unteren Kammer des zweiten Arbeitsmotors A2 verdrängtes
Hydraulikmedium über die Leitungen 8 und 7 zurück zur
Leitung 2 und dem Druckmittelrezipienten T strömen kann. Es
sei angenommen, daß sieh der knickbare Ausleger in einer nach oben gerichteten Stellung befindet. Somit wird beim Senken
der Last durch Schwenken des genannten Auslegers nach unten der Hebelarm der Last und damit das Lastmoment erhöht, wodurch
auch die Belastung des ersten Arbeitsmotors A1 zunimmt. Nähert sich diese der höchstzulässigen Belastung des ersten Arbeitsmotors
A1, wird das Druckfühlerventil AV über die Steuerleitung 4-dahingehend
beaufschlagt, daß der Priraärkolben 11 nach links in der Zeichnung gegen die Kraft der Feder 15 verschoben wird, die
durch eine Schraube 16 im gewünschten Ausmaß vorgespannt werden kann. Durch Verschieben des Primärkolbens 11 nach links, wird
auch der Sekundärkolben 12 nach links verschoben. Wenn dessen rechte Kante 13 die Steuerkante H erreicht, bekommt der dem
zweiten Arbeitsmotor A2 zugeführte Druck in der Leitung 6 über die Steuerleitung 9 die Möglichkeit, sich über einen Anschluß
und ein Rückschlagventil BV1 in die Druckkammer 18 rechts des Sekundärkolbens 12 fortzupflanzen, wodurch plötzlich eine größere
Fläche mit Druck beaufschlagt und der Sekundärkolben 12 schlagartig
ein Stück weiter nach links verschoben wird.
Der Sekundärkolben 12 ist etwa in der Längsmitte am Umfang mit einer ringförmigen Nut 19 versehen, die in Verbindung mit
einer Auslaufkammer 20 steht. Diese ist über die Leitung 2 mit dem drucklosen Druckmittelrezipienten T verbunden. Durch die
genannte Verschiebung des Kolbens nach links überfährt die linke Steuerkante 21 der Nut 19 die rechte Steuerkante 22 einer mit
der Druckleitung 1 verbundenen Zulaufkammer 23, wodurch die Druckleitung 1 über die Zulaufkammer 23, Nut 19, Auslaufkammer 20 und
Leitung 2 mit dem drucklosen Tank T verbunden und dadurch der Druck in der Leitung 1 gesenkt wird. Dadurch sinkt auch der
über die Leitungen 1, 6 und 5 dem knickbaren Auslegerzylinder A2
zugeführte Arbeitsdruck, wodurch dessen Senkbewegung aufgrund des abnehmenden Druckes begrenzt wird. Dieser sinkende Druck
pflanzt sich auch über die Leitung 9 zum Druckkammer 18 fort,
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wodurch die den Kolben in der Zeichnung nach links drückende Kraft abnimmt, bis schließlich ein Gleichgewichtszustand auftritt,
der dazu fuhrt, daß die abzusenkende Last in einer gewissen Auslegerwinkelstellung stehenbleibt, zunächst ohne angehoben
werden oder von selbst absinken zu können.
Führt man den Hebel des Steuerventils V2 wieder in die Mittelstellung zurück, wird dem Anschluß 17 und damit der Druckkammer
18 kein Hydraulikdruck mehr zugeführt und dadurch der
Sekundärkolben 12 durch die Kraft der Feder 15 wieder zurück nach rechts verschoben. Gleichzeitig erfolgt über eine im
Kolben angebrachte Drosselöffnung 24 ein Druckausgleich zwischen der Druckkammer 1-8 und einer links des Sekundärkolbens 12 liegenden
Kammer 25, die über eine Leitung 26 in Verbindung mit der
Auslaufkammer 20 und dadurch mit dem drucklosen Druckmitteirezipienten
T steht.
Dies bedeutet, daß die Verbindung zwischen der Zulaufkammer
23 und der Nut 19 unterbrochen wird, da die Steuerkante 21 wieder
die Steuerkante 22 in Richtung nach rechts überfährt. Dadurch kann sich erneut ein Druck in der Druckleitung 1 aufbauen und
man kann nun beispielsweise den knickbaren Ausleger etwas anheben oder das Senken der Last mit Hilfe des Hubzylinders, d.h.
des ersten Arbeitsmotors A1, fortsetzen. Dies ist bei moderneren Hebekran-Ausführungen ohne Ueberlastungsgefahr möglich, da die
Anlenkung des ersten Arbeitsmotors Δ1, d.h. des Hubzylinder^,
an den Kranarm dabei in der Regel so erfolgt, daß praktisch ein und dieselbe Belastung im Hubzylinder A1 herrscht, unabhängig
vom Neigungswinkel des Kranarmes, vorausgesetzt daß die daran hängende Last konstant ist.
Auf analoge T/eise wie oben beschrieben, kann auch ein weiteres
Anheben des knickbaren Auslegers von einer nach unten gerichteten Stellung zur Horizontallage verhindert werden, wenn
dadurch die Belastung des ersten Arbeitsmotors A1, d.h. des Hubzylinders,
einen höchstzulässigen Viert erreicht.
Auf entsprechende Weise kann auch eine Ueberlastung des Hubzylinders A1 durch Ausfahren eines am knickbaren Ausleger vorgesehenen
ausfahrbaren dritten Kranarmes verhindert werden. Der
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zugehörige Ausfahrzylinder kann bei dem in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiel der dritte Arbeitsmotor A3 sein. Wenn bei hängender Last ein Ausfahren durch Umlegen des Schalthebels
des Steuerventils V3 in Ausfahrlage erfolgt, wird über die Leitungen 1, 6' sowie das druckgesteuerte Rückschlagventil
TB3 und die Leitung 5' .die untere Kammer des AusfahrZylinders A3
mit Arbeitsdruck beaufschlagt. Gleichzeitig öffnet sich das 'druckgesteuerte Rückschlagventil TB4, so daß über die Leitungen
8' und 7' aus der oberen Kammer des Ausfahrzylinders A3 verdrängtes Druckfluid über die Leitung 2 zum 2ank T zurückströmen
kann. Sobald der Hubzylinder A1 aufgrund des durch das Ausfahren erhöhten Lastmoments seine höchstzulässige Belastung erreicht,
ist über die Steuerleitung 4 und den Primärkolben 11 auch der
Sekundärkolben 12 so weit nach links in der Zeichnung verschoben, daß dessen Kante 13 die Steuerkante 14 erreicht und etwas überfährt.
Dadurch kann der dem Ausfahrzylinder A3 zugeführte Druck
über die Leitung 9' und den Anschluß 27 über das Rückschlagventil
BV2 in die rechte Kammer 18 des Zylinders 28 einströmen, wodurch der Sekundärkolben 12 schlagartig γ/eiter nach links verschoben
wird, so daß die linke Kante 21 der Nut 19 die rechte Steuerkante 22 der Zulaufkammer 23 erneut überfährt und die
Druckleitung 1 mit dem Tank ΐ verbindet mit dem oben bereits
beschriebenen Resultat als Folge.
Es liegt selbstverständlich im Rahmen der Erfindung, dieselbe auch bei servogesteuerten Systemen und servogesteuerten
Arbeitsmotoren einzusetzen, wobei beispielsweise der Servostenerdruck
an die Zulaufkammer 23 angeschlossen werden kann. Außerdem
umfaßt der Schutzumfang auch Ausführungen, wobei die Kolben 11, 12 mechanisch, hydraulisch oder elektrisch eine Druckbegrenzungs-
oder Entlastungsvorrichtung wahlfreier aber technisch adäquater Ausführung beaufschlagen.
Durch die vorliegende Erfindung wurde somit ein Lasterfassungsund
Druckbegrenzungsorgan mit beschleunigter Auslösung vorgeschlagen, welches bei Erreichen des allerersten Stadiums der
Auslösestellung distinktiv und ohne störende Schwingungen oder Pendelungen in eine ausgeprägte Auslösestellung umschlägt.
- Patentansprüche 409815/0272
Claims (5)
1.j Lasterfassungs- und Druckbegrenzungsorgan, vorzugsweise
für fluidbetriebene Anordnungen mit mindestens zwei fluidbetriebenen
Arbeitsmotoren, wobei die Belastung eines ersten Arbeitsmotors durch Fahren eines oder mehrerer anderer Arbeitsmotoren
erhöht oder verringert werden kann, und ein zur Belastung des ersten Arbeitsmotors proportionaler Druck durch einen Druckfühler
erfaßt und zur Vermeidung von Ueberlastung des ersten Arbeitsmotors durch andere Arbeitsmotoren ausgenützt wird, dadurch
gekennzei chnet, daß der Druckfühler einen Primärkolben (11) mit kleinerem Querschnitt zur Erfassung der Belastung
des ersten Arbeitsmotors (A1) sowie einen Sekundärkolben (12) mit größerem Querschnitt aufweist, daß beide Kolben (11, 12)
gegen die Kraft einer Feder (15) in einem Zylinder (28) mit zwei Ausnehmungen verschiedenen jeweils dem Querschnitt der Kolben
(11, 12) entsprechenden Querschnitts in eine Auslösestellung verschiebbar
sind, in welcher zwei Kammern miteinander verbunden oder ein Ventil geöffnet wird o.dgl., sowie daß der Sekundärkolben
(12) dazu dient, nach Verschiebung durch den Primärkolben
(11) in die beginnende Auslösestellung, eine oder mehrere mit der bzw. den Fluidleitungen (6, 6') des oder der anderen Arbeitr,-motoren
(A2, A3, A4) verbundene Anschlüsse (17, 27) zu öffnen,
die an die Belastung des ersten Arbeitsmotors (A1) erhöhende Punktionen angeschlossen sind, wodurch der diesen anderen Arbeitnmotoren
(A2, A3, A4) zugeführte Fluiddruck den Sekundärkolben
(12) beaufschlagen und weiter in Auslöserichtung verschieben kanu.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch geken nzeichnet,
daß einer der Kolben (11, 12) eine Nut (19) o.dgl. aufweist, d a β der Zylinder (28) eine mit einer Fluiddruckquelle
(P) verbindbare Kammer (23) o.dgl. und eine mit einem
hauptsächlich drucklosen Fluidrezipienten (T) verbindbare Kammer (20) o.dgl. aufweist, sowie daß die Kammern (20, 23) und die
Nut (19) eine solche gegenseitige Lage haben, daß die Kammern (20, 23) in Auslösestellung miteinander verbunden werden, wodurch
der von der Fluiddruckquelle (P) abgegebene Druck sinkt.
409815/0272
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Zylinder (28) beiderseits
der Stirnseiten des Sekundärkolbens (12) Kammern (18, 25) vor gesehen sind, die durch eine vorzugsweise im Sekundärkolben
(12) vorgesehene Drosselöffnung (24) miteinander verbunden sind, sowie daß die eine Kammer (25) in Verbindung (26)
mit der mit dem Fluidrezipienten (T) verbindbaren Kammer (20) des Zylinders (28) steht.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß Rückschlagventile (BV1, BV2)
in den Verbindungen zwischen den weiteren Arbeitsmotoren (A2, A3, A4) und der damit verbindbaren Kammer (18) des Zylinders
(28) vorgesehen sind.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Feder (15) durch eine Sehraubvorrichtung. (16) vorspannbar
und in der mit dem Fluidrezipienten (T) verbindbaren (26) Kammer
(25) des Zylinders (28) angeordnet ist.
409815/0272
AO
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