DE2507029B2 - Hydraulische Anordnung zur Betätigung einer Winde - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Anordnung zur Betätigung einer Winde, welche einen Hydraulikmotor zur Betätigung der Winde, eine Pumpe, die Drucköl zur Betätigung des Hydraulikmotors liefert, ein Steuerventil zur Steuerung der Geschwindigkeit und der Drehrichtung des Hydraulikmotors, ein erstes Drosselventil, welches in Reihe mit der Pumpe geschaltet ist und ein zweites Drosselventil aufweist, welches parallel mit dem Hydraulikmotor geschaltet ist.

Bei der Betätigung uie^er Winden ist auch ein Bremsen erforderlich. Die vielfac. bei Winden benutzten Bandbremsen sind schwierig zu justieren, da sie die Tendenz haben, sich selbst festzuziehen, welcher Effekt durch die Berührung längs eines Bogens verstärkt wird. Der Bremseffekt, der zur Wärmeerzeugung führt, erfordert weitere aufwendige Vorrichtungen für eine wirksame Wasserkühlung, was entsprechende Korrosionsprobleme zur Folge hat. Die Verwendung von Scheibenbremsen ist etwas vorteilhafter, da bei diesen das Kühlverhalten besser ist und die Reibelemente eine längere Lebensdauer aufweisen und einfacher zu ersetzen sind. Jedoch sind Scheibenbremsen verhältnismäßig teuer.

Ferner gibt es Winden, bei denen eine Nutzbremsung vorgesehen ist, d. h., daß der Elektromotor — bei einer elektrisch angetriebenen Winde — und der Generator ihre Aufgaben tauschen, so daß die Winde ein Antriebsteil wird und die Energie zum Motor zurückgeführt wird. Dieses System hat aber auch seine Grenzen, da vielfach nicht die Möglichkeit besteht, die gesamte Bremsenergie an den Antriebsmotor zu übertragen. An Bord von Schiffen hat man dieses Problem dadurch gelöst, daß man die Bremsenergie über ein Getriebe auf die Antriebswelle überträgt. In der Praxis ist dies aber eine äußerst teuere Lösung.

Eine Nutzbremsung kann aber auch bei hydraulisch angetriebenen Winden erreicht werden, bei denen ein Motor von konstantem Hubvolumen durch eine Pumpe betätigt wird, welche ein veränderliches Hubvolumen aufweist. Während des Bremsvorganges arbeitet der Motor als Pumpe und liefert das hydraulische Öl an die Windenpumpe, welche dann als Motor arbeitet. Hier ist ebenfalls die Absorbierung des Rückwirkungseffektes problematisch und im allgemeinen ist es an Bord von Schiffen erforderlich, die Vorrichtung derart auszulegen, daß die variable Pumpe durch den Hauptmotor angetrieben wird.

Es ist eine hydraulische Anordnung bekannt, die insbesondere für Draht- oder Seilwinden entwickelt worden ist, die aber auch für Schleppwinden, Ankerwinden und Förderwinden einsetzbar ist, bei denen eine hydraulische Bremsung erforderlich ist Diese letztgenannte Anordnung beruht darauf, daß der hydraulische Motor während des Absenkens der Last als Bremse arbeitet, wobei die Pumpe dieser Anordnung dann als Speisepumpe für den Motor arbeitet und wobei eine ölmenge, welche der ölabgabe der Pumpe entspricht, in einem Druckmindererventil zwischen Motor und Pumpe gedrosselt wird. Die Energie wird hierdurch in Wärme umgewandelt, welche dem hydraulischen System derart zugeführt wird, daß die Energie nicht zur Arbeitsmaschine zurückgeführt wird. Es ist ein Überdruckventil vorgesehen, das bei unterschiedlichem, einstellbarem öffnungsdruck, der durch die Drosselung im Steuerventil bestimmt wird, öffnet, so daß der Bremsfaktor des Motors kontinuierlich eingestellt werden kann und die Anordnung, wenn das Steuerventil sich in seiner äußeren Stellung für Bremsen befindet, eine automatische Kontrolle bei einem gewünschten niedrigen Bremsfaktor liefert, der von einem ersten Pilotventil bestinvmt wird. Die Anordnung liefert ebenfalls; eine automatische Kontrolle, wenn sich das Steuerventil in seiner Stoppstellung befindet, welche Kontrolle von einem zweiten Pilotventil abhängt, so daß die Restbremsung mit dem gewünschten maximalen Bremsfaktor ausgeführt wird.

Die Erfindung geht von der letztbeschriebenen Anordnung aus und befaßt sich insbesondere mit den speziellen Problemen, die sich bei Arbeiten im Off-Shore-Gebiet (Festlandsockel), insbesondere beim Auslegen von Ankern von Bohrplattformen aus, ergeben.

Wenn man von Bohrplattformen aus Anker auslegt, wird der Anker am Heck des Nachschubbootes angebracht. Die Kette hängt in einer Schlaufe von der Kettenklüse an der Bohrplattform bis zum Nachschubboot. Das Nachschubboot setzt Kurs in Richtung auf die Stelle, wo der Anker geworfen werden soll, und die Kette läuft von der Kettenkante an der Bohrplattform über den Läufer der Ankerwinde, und der Läufer bremst mit einer geeigneten, einstellbaren Bremskraft. Wenn der Bremsfaktor zu klein ist, steht die Kette in zu großer Reibung mit dem Boden, so daß die Antriebskraft des Nachschubbootes nicht mehr ausreicht, das Boot vorwärts zu treiben. Wenn der Bremsfaktor zu groß ist, übersteigt die horizontale Komponente der Kettenspannung die Antriebskraft des Bootes.

Es ist deshalb von großer Bedeutung, daß der Bremsfaktor in einer befriedigenden Weise eingestellt werden kann. Die auftretenden Bremseffekte hängen von der Gesamtlänge der Kette, von dem Gewicht je laufende Meter der Kette, von der Antriebskraft des Nachschubbootes, dessen Geschwindigkeit u. dgl. ab, und die Bremskräfte können einige tausend Pferdestärken betragen.

Wenn das Nachschubboot die Stelle erreicht hat, an welcher der Anker geworfen werden soll, wird der Anker herabgelassen, welcher an einem Drahtseil hängt, welches von der Ankerbetätigungstrommel an der draußen am Nachschubboot angeordneten Winde abgespult wird. Der Bremseffekt ist auch bei diesem Arbeitsvorgang von großer Bedeutung.

Die üblichen Bandbremsen sind nicht besonders geeignet für eine solche Verwendung; das gleiche gilt auch für Scheibenbremsen. Dies liegt teilweise in den ungünstigen Eigenschaften dieser Bremstypen begründet, beispielsweise in der Tendenz einer Bandbremse, sich selbst festzuziehen, und in der großen Wärmeentwicklung.

Eine hydraulische Anordnung der zuvor beschriebenen Art, welche einen hydraulischen Motor für den Antrieb der Winde, eine Pumpe zur Förderung von Hydrauliköl zum Antrieb des Motors, ein Steuerventil zur Steuerung der Geschwindigkeit und der Drehrichtung des Motors, ein Drosselventil, welches in Reihe mit der Pumpe liegt, und ein zweites Drosselventil aufweist, welches parallel zum Motor geschähet ist, kann verwendet werden, da bei einer solchen Anordnung der Vorteil erreicht ist, daß der Motor, wenn er als Bremse arbeitet, mit einer größeren Drehzahl zu derselben Zeit laufen kann, zu der die Pumpe mit einer konstanten Drehzahl betrieben wird, wodurch die Anordnung vereinfacht wird. Allerdings ist ein elastischeres System wünschenswert, bei welchem eine Stufenv;ahl möglich ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Anordnung zur Betätigung einer Winde der eingangs erläuterten Art zu schaffen, bei der die Bremsung in einfacher und zuverlässiger Weise elastisch arbeitet und jeder auftretenden Belastung anpaßbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Anordnung zwei oder mehr hydraulische Motoren aufweist, welche parallel mit Durchströmung beider Wege geschaltet sind und welche in Antriebsverbindung mit derselben Windenwelle stehen, wobei die hydraulischen Motoren als mehrstufige Motoren ausgebildet sind und die Anordnung eine oder mehrere Pumpen umfaßt, welche eine konstante Kapazität aufweisen. Die Winde wird somit durch eine Mehrzahl von hydraulischen Motoren betrieben, welche parallel geschaltet .ind und welche — bei Schleppvorgängen mit voller Schleppkraft — nur mit einem Bruchteil ihrer maximalen Drehzahl laufen, und zwar abhängig von dem vorhandenen Pumpeneffekt, so daß die Motoren, wenn der Anker und die Kette abgesenkt werden, als Pumpen arbeiten können und die Last in einem einstellbjren Maße bremsen, weiches nach oben hin durch die maximale Drehzahl und den Druck der Motoren begrenzt ist. Die Drehzahl und der Dr-ick sind wiederum durch pilotgesteuerte Ventile begrenzt. Die hierbei erzeugte Wärme wird durch Kühlvorrichtungen in erforderlichem Maße abgeführt.

Ein solches System ist elastisch. Am Beispiel einer Ankerhandhabung von Bohrplattformen wird dies deutlich.

Wenn eine Bonrplattform verlagert werden soll, muß das Nachschubboot den Anker und die Kette anheben, wobei ein an einer Boje befestigter Draht auf die Ankerhandhabungstromrnel gebracht wird. Es kann hierbei vorkommen, daß der Anker und die Kette in einer dicken Sand· und Schlammschicht an Meeresboden eingebettet »ind. Das Herausreißen des Ankers und der Kette hängt nicht nur vom Gewicht des Ankers und dem Gewicht eines Teiles der Kette ab, und die maximale Zugkraft der Winde sollte deshalb beispielsweise 100 bis 200 t betragen. Die zur Verfügung stehende Pumpenleistung gibt deshalb nur eine relativ bescheidene Hebege ,chwindigkeit bei maximaler Schleppkraft, beispielsweise von 6 m je Minute.

Bei schlechtem Wetter müssen die Bewegungen das

Schiffes beim Herausreißen des Ankers mit großer Sorgfalt vorgenommen werden, um unkontrollierte Beanspruchungen zu vermeiden. In der Praxis sitzt die

Fähigkeit der Winde, ein Seil unter Oberbelastung auszulegen, in vielen Fällen die Grenzen für die Bedingungen, unter denen die Ankerhandhabung noch ausgeführt werden kann.

Die Erfindung bedeutet, daß die Winde das Drahtseil

ίο auslegen kann, wenn das Heck des Bootes auf einer Welle angehoben ist und ein Betätigungshebel des Steuerventiles in Hebestellung gehalten wird, und zwar bei einer ausreichenden Geschwindigkeit, beispielsweise 100 m je Minute, da die Motoren, die in der Richtung auf ein Heben bei voller Schleppkraft nur mit einem Bruchteil ihrer maximalen, durch den Pumpeneffekt begrenzten Drehzahl laufen, in der Lage sind, in entgegengesetzter Richtung mit ihrer maximalen Drehzahl zu laufen. Die Summe der von der tatsächlichen Pumpe gelieferten Ö'menge und der von den parallel geschalteten Motoren gelieferten Ölmenge kann über die pilotgesteuerten Ventile strömen.

Aufgrund der Erfindung kann die Winde über eine einfache Getrieberadübersetzung angetrieben werden.

Verschiedene Getrieberäder der parallel geschalteten Motoren können mit einem gemeinsamen Getrieberad in Verbindung stehen. Das Getriebemodul kann folglich verhältnismäßig klein sein.

Von entscheidender Bedeutung ist hierbei, daß die mechanische Leistung der Winde offenbar desto besser ist, je weniger mechanische Transmissionen aufeinanderfolgen. Die Beziehung zwischen der Auslegekraft und der Schleppkraft kann auf einem annehmbaren Niveau gehalten werden. Ein weiterer wichtiger Vorteil liegt darin, daß durch die verhSi.nismäßig niedrige Drehzahl der Motoren und durch das verhältnismäßig kleine Getriebemodul die kinetischen Kräfte beträchtlich reduziert werden, die anderenfalls eine S'.oßbelastung bei der Umkehr der Drehrichtung der Winde bewirken würden.

Da die Auslegekraft auf einem niedrigen Niveau gehalten wird und die Motoren und Ventile für die beim Auslegen anfallenden Ölmengen dimensioniert sind, kann die durch das Anheben des Hecks des Schiffes auf einer Welle erzeugte Auslegekraft mii dem Herausreißen des Ankers und der Kette verbunden werden. Das bedeutet, daß die Schleppkraft der Winde verringert werden kann.

Es besteht ferner die Möglichkeit einer Stufenwahl,

so da ja die Winde über mehrere, parallel geschaltete Motoren angetrieben wird, welche kurzgeschlossen werden können. Wenn mehrstufige Motoren verwendet werden, besteht ebenfalls die Möglichkeit, eine oder mehrere Kammern kurzzuschließen.

Die Anzahl de·· möglichen hydraulischen Geschwindigkeitsstufen ist gleich der Zahl der Motoren, multipliziert mit der Zahl der Kammern jedes Motors. Folglich geben vier Zwei-Stufen-Motoren acht Gcschwindigkeitssti Ten; vier Ein-Stufen-Motoren geben vier Geschwindigkeitsstufen; und zwei Drei-Stufen-Motoren können sechs Geschwindigkeitsstufen liefern.

Selbstverständlich können auch ein oder mehrere Ein-Stufen-Motoren parallel mit einem oder mehreren Mehr-Stufen-Motoren geschaltet werden. Ein Ein-Stufen-Motor und e*i Zwd-Stufen-Motor liefern drei Geschwindigkeitsstufen.

Die Hubvolumen der Motoren und die Zähneanzahl der Getrieberäder können natürlich unterschiedlich sein

in den Fällen, wo dies nützlich ist.

Erforderlichenfalls können die Motoren durch ein oder mehrere einstufige oder mehrstufige Pumpen angetrieben werden. Pumpen mit veränderlichem Hubvolumen oder durch einen elektrischen Wendemo- ^r> tor angetriebene Pumpen können verwendet werden, so daß die Stufenwahl noch weiter vergrößert und gewünschtenfalls die Pumpenabgabe in jeder Stufe variiert werden kann.

Zwei oder mehr Winden, die getrennt über jeweils eine oder mehrere Pumpen angelrieben werden, kann eine größere Geschwindigkeit verliehen werden, indem die Summe des von den Pumpen gelieferten Öls infolge der Reihenschaltung durch die jeweiligen Steuerventile geleitet wird. i>

Bei der Anordnung nach der Erfindung sind alle Komponenten geeignet sowohl für beide Drehrichtungen beim Heben als auch für beide Drehrichtungen beim bremsen ausgelegt.

Die Ventilanordnung kann vorteilhafterweise derart getroffen werden, daß zumindest ein Motor ein angeflanschtes Steuerventil aufweist, welches, im Falle eines mehrstufigen Motors, vorzugsweise ein Stiifenventil enthält, welches ein oder mehrere Stufen bei dem Motor auswählen kann, an welchem das Steuerventil :ϊ angeflanschi ist. Stufenventile können auch an den anderen Motoren angebracht sein, mit welchen die Verbindung oder Trennung des Motors vorgenommen werden kann.

Eis besteht die Möglichkeit, ein Mehrstufenventil an 1» den anderen Motoren anzubringen, welches eine oder mehrere Stufen bei dem betreffenden Motor auswählt. Das Stufenauswählventil kann von Hand betätigt oder gewünschtenfalls auch durch den Druck im System gesteuert werden, wozu druckgesteuerte Schaltreiais r> vorgesehen sind.

Beim Entleeren des Motorsicherheitsventiles können die Motoren im wesentlichen ohne Druck das Seil auslegen. Es ist deshalb nicht notwendig die Winde mit einer Reibkupplung zu versehen. Eine Voraussetzung ist. daß die Motoren und die Sicherheitsventile entsprechend der beim Auslegen anfallenden Ölmengen dimensioniert sind.

Durch die DE-PS 9 41 107 ist eine Einrichtung bekanntgeworden, die einer hydraulischen Übertragung ^Ji einen großen Regulierbereich und eine sehne!! regulierbare Umdrehungszahl für Werkzeugmaschinen verleihen soll. Dies bedeutet eine stets sehr gleichmäßige Bettung des hydraulischen Systems. Der Gegenstand der Erfindung ist demgegenüber für stark variierende Belastungen besil.nmt. wie sie beispielsweise bei der Auslegung von Ankern für Öiplattformen auf hoher See auftreten.

Die DE-OS 19 52 296 offenbart eine Geschwindig keitsregelung für Winden, während die Erfindung die Bremsmöglichkeiten aufzeigt die eine Winde aufweisen soll.

Die FR-PS 5 06 134 betrifft ein hydraulisches Getriebe, wobei eine Welle eine Rotationsgeschwindigkeii erhält, wenn eine andere Welle mit einer anderen μ Geschwindigkeit rotiert.

Die FR-PS 9 36 3% offenbart ein Manövrierventil, das beim Senken einer Last starkes Rucken in den Aufzugseilen verhindern soll.

Wenn die Pumpen beim Anmeldungsgegenstand konstante Kapazität haben und die sich mit der Windenwelle in Verbindung stehenden Motore mehrere Stufen aufweisen, wird man zusammen mit einem an sich bekannten Drosselventil erzielen, daß die hydraulische Anlage die Bremskraft, auf die sie eingestellt ist, beibehält, und zwar eine Bremskraft, die bei bekannten Winden u. a. wegen der Erhitzung des Bremsbelags variieren wird. Wie bereits erläutert, ist eine konstante Bremskraft beim Vertäuen von ölbohrplattformen mit vielen Ankern von größler Wichtigkeit. Ebenso ist dies wichtig beim Schleppen von Schleppnetzen hinter Fischerbooten, besonders bei schlechtem Wetter.

In der Zeichnung ist schematisch ein Ausführungsbeispiel der Ausbildung gemäß der Erfindung dargestellt.

Die hydraulische Anordnung weist zwei Pumpen !,·) und \b auf. Diese können über einen Elektromotor, einen Dieselmotor oder eine andere geeignete Kraftquelle angetrieben werden und liefern über ein Steuerventil 3 Hydrauliköl an die Hydraulikmotoren 2,7. 2/1. Die Hydraulikmotoren 2a, 26 sind parallel geschaltet und stehen in Antriebsverbindung mit derselben Windenweile.

Die Hydraiilikmotoren sind mehrstufig, wobei die Anordnung Stufcnventilc enthält, wodurch die Stufen bei den verschiedenen Motoren angeschlossen werden können.

Die Drehzahl des Hydratilikmotors wird (lurch Drosselung gesteuert und bestimmt, da die durch die Beipaßkanäle der Steuerventile fließende ölmenge kontinuierlich von der vollen Pumpenförderiing bis auf Null gesteuert werden kann. Die Drehrichtung des Hydraulikmotores wird durch Umkehren der Leitungen umgekehrt.

Die Anordnung v/eist ein Druckmindererventil 4 auf. dessen Aufgabe darin besteht, das Absenken der Last steuern zu können, wenn sich der Hebel des Steuerventiles in seiner äußeren Stellung »Absenken« befindet. Der Schieber des Druckmindererventiles wird, wenn der Hebel des Steuerventiles sich in der Stoppstellung befindet, durch den Zirkulationsdruck der Pumpe in Offensiellung gehalten, wobei der Zirkulationsdruck gegen eine verhältnismäßig schwache Feder und gegen einen Druck arbeitet, der von der Höhendifferenz des Expansionsbehälters 5 abhängt.

Beim Hebevorgang wird der Schieber des Druckmindererventils ebenfalls durch den Pumpendruck in der offenen Stellung gehalten, so daß das von den Motoren 2a, 2b zurückfließende Öl frei zu den Pumpen !3. !f?zurückströmt

Beim Absenkvorgang gibt der Steuerschieber 3 «schrittweise« den Rückflußkanal des Steuerventiles für Drucköl frei, das von dem oder den Hydraulikmotoren 2a, 2b kommt, welche dann, aufgrund der Last, als Pumpe bzw. als Pumpen angetrieben werden. Die Drehzahl des oder der Hydraulikmotoren wird auf diese Weise kontinuierlich gesteuert, entsprechend einer Ölmenge von Null bis zur tatsächlichen Ölabgabemenge der Pumpe. Der Anteil der Öllieferung der tatsächlichen Pumpe, welcher durch den Beipaßkanal des Steuerventiles fließt, wird entsprechend zur selben Zeit abnehmen.

Wenn das Steuerventil in seine äußere Stellung zurückgekehrt ist gibt der Schieber des Steuerventiles den Rücklaufkanal des Steuerventiles frei. Der Druck wird dann an das Druckmindererventil und an das unterste, justierte Pilotventil 8 beim Überdruckventil geliefert Das Druckmindererventil drosselt dann eine von dem Hydraulikmotor herkommende Ölmenge entsprechend der von der tatsächlichen Pumpe gelieferten Ölmenge mit einem Druckabfall, der den von der Last diktierten Abfall übersteigt Der Schieber im Druckmindererventil verschiebt sich in eine Stellune.

die dadurch bestimmt wird, daß die Federkraft zuzüglich dem Speisedruck der tatsächlichen Pumpe, der von dem Ölpegel im Expansionsbehälter 5 abhängt, im Gleichgewicht steht mW einer gewünschten und bis zu einem größten, gewollten Maß des Speisedruckes der Hydraulikmotoren 2a, 2b an der Abgabeseite der tatsächlichen Pumpe la, ib. Wenn der Druck in der Ausgangsleitung der Pumpe fällt, steuert der Ausgangsdruck des Druckmindererventiles, welcher im wesentlichen konstant ist und von den Federn und vom Ölpegel im F.xpansionsbehäller bestimmt wird, den Schieber derart, daß dieser in einem stärkerem Maße drosselt. Wenn der Druck in der Ausgangsleitung der Pumpe über einen gewünschten Wert ansteigt, drosselt das Drtickmindercrventil automatisch auf ein niedrigeres Maß, so daß der Druck in der Ausgangsleitung der Pumpe ein weiteres Mal abnimmt. Das Druckmindererventil stellt hierdurch sicher, daß der Hydraulikmotor, wenn er als

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erhält, um eine Kavitation zu vermeiden. Darüber hinaus verhindert das Druckmindererventil bei den Pumpen la, \b welche einen einfachen Konstruktionsaufbau mit festem Hubvolumen und einer Auslaßrichtung aufweisen, daß unerwünschte Drücke an ihrer Rücklaufscite ,mftreten können. Der Speisedruck der tatsächlichen Pumpen wird in allen Fällen durch den Höhenunterschied zwischen Pumpe und Ölpegel im F.xpansionsbchiilter bestimmt.

Der von den Hydraulikmotoren bei auf volle Leistung eingestelltem Hebel des Steuerventiles herkommende Dn k wird an das Pilotventil 8 geliefert. Dieses Pilotventil, welches auf einen verhältnismäßig kleinen Öffnungsdruck eingestellt ist, steuert dann das Überdruckventil 6. Die Hydraulikmotoren arbeiten als Pumpe und bremsen die Last mit einem Faktor, der durch das auf einen verhältnismäßig niedrigen Öffnungsdruck eingestellte Pilotventil 8 bestimmt wird, und liefern eine Ölmenge. die gleich der Summe aus der Ölabgabe der tatsächlichen Pumpe zuzüglich der veränderlichen Ölmenge ist. welche über das Überdruckventil 6 strömt. Die Ölmenge, die von der Druckseite des Motors über das Überdruckventil 6 zur Saugseite strömt, wird automatisch entsprechend den Änderungen in der Belastung verändert. Bei steigender Belastung öffnet (I is Überdruckventil in einem größeren Maße und bei fallender Belastung öffnet das Überdruckventil in einem geringeren Maße. Die Energiezufuhr während der Bremsperiode wird folglich durch die Drosselung und Druckminderung und durch das Überdruckventil 6 in Wärme umgewandelt, welche der Anordnung zugeführt wird.

Wenn der Hebel des Steuerventiles aus einer äußeren Stellung, welche eine automatische Kontrolle bei verhältnismäßig niedrigem Bremsfaktor liefert, in Richtung auf die Nullstellung bewegt wird, deckt der Schieber des Steuerventiles in einem zunehmenden Maße den Rücklaufkanal im Steuerventil ab. Der Druck in den Hydraulikmotoren und hierdurch auch der Bremsfaktor steigen dann kontinuierlich an, und die Drehzahl nimmt entsprechend ab. Da die Drosselung des von den Hydraulikmotoren kommenden ölstromes von dem Druckmindererventil auf den Rücklaufkanal des Steuerventiles übertragen wird, verliert das Pilotventil 8 den Öffnungsdruck. Wenn der Schieber des Steuerventiles in einem solchen Maße drosselt, daß der Druck auf den Öffnungsdruck des Pilotventiles 7 ansteigt, öffnet das Überdruckventil 6 und der Hydraulikmotor bremst dann mit vollem Bremsfaktor.

Wenn man den Hebel des Steuerventiles in die Stoppstellung bringt, nimmt die Drehzahl des Hydraulikmotors auf Null hin ab, abgesehen von internen Leckverlusten des Motors.

Die Vorteile der neuen Anordnung werden insbesondere deutlich, wenr die Anordnung bei Ankerwinden mit dynamischer Bremsung verwendet wird. Bei der nachfolgenden Beschreibung wird davon ausgegangen, daß jeder der beiden Hydraulikmotoren 2a, 2b zwei Kammern oder zwei Stufen aufweist. Die Anzahl der Hydraulikinotoren kann natürlich erforderlichenfalls vergrößert werden.

Wenn die Kammern der beiden Hydraulikmotoren während eines Hebevorganges angeschlossen sind, wird das Druckminderep'cntil 4 durch den Arbeitsdruck in seiner offenen Stellung gehallen, so daß das über das Steuerventil 3 zurückfließende Öl im wesentlichen ohne Druck zu den Pumpen 1,7, Io zurückgeleilet wird. Das piiüigCSicuci ic Si«, ici lifiisvtritiii 6 verhindert eine Überlastung während des Hebevorganges und bestimmt die kritische Kraft, indem das Pilotventil 7 bei einem eingestellten maximalen Druck öffnet. Das ölniveau im Expansionsbehälter 5 verhindert eine Kavitation beiden Pumpen la, ib.

Mittels eines der Stufenventile (nicht gezeigt) kann eine Kammer, beispielsweise des Motors 2b, an der Druckseite kurzgeschlossen werden. Dann treiben nur drei der vier Kammern der beiden Hydraulikmotoren die Winde an. Mittels der Stufenventile ist es in ähnlicher Weise möglich, die Kammern der Motoren derart zu verbinden, daß nur zwei der vier Kammern der beiden Motoren die Winde antreiben. Es kann natürlich auch eine solche Verbindung vorgesehen werden, daß nur eine Kammer eines Motores aktiv arbeitet.

Es kann dann der Zustand betrachtet werden, daß der Einlaß und der Auslaß der Motoren durch den Steuerschieber im Steuerventil 3 geschlossen sind. Das Gewicht der Kette wird dann — über die Winde — einen statischen Druck in den vier Kammern der beiden Motoren 2a und 26 erzeugen. Der Druck in den Motoren ist. wie ausgeführt, durch das Gewicht der Kette bestimmt, aber durch das Pilotventil 7 begrenzt, welches auf einen maximalen Arbeitsdruck eingestellt ist. Das Pilotventil 7 steuert, wie ausgeführt, das Sicherheitsventil 6. Das Ausgangsöl der Pumpen la, Xb zirkuliert dann im wesentlichen drucklos durch die Beipaßkanäle des Steuerventiles und zurück zu den Pumpen.

Bei einem Bremsvorgang wird der Steuerhebel allmählich von der Stoppstellung in die Bremsstellung bewegt. Der Schieber des Steuerventiles gibt dann zunehmend den Rücklaufkanal im Steuerventil frei und drosselt das von den Hydraulikmotoren kommende Drucköl, welche dann, infolge der Last als Pumpen arbeiten. Die Drehzahl der Hydraulikmotoren wird auf diese Weise kontinuierlich von Null an aufwärts gesteuert

Bei der allmählichen Bewegung des Steuerhebels zur Bremsstellung hin wird der Druck in den Motoren in einem zunehmenden Maße übertragen und gedrosselt durch das Druckmindererventil 4, während gleichzeitig der Ölausgang der Pumpen la, 16 nicht mehr frei durch die Beipaßkanäle des Steuerventiles zirkuliert da der Steuerschieber sich abwärts bewegt und allmählich die Beipaßkanäle verschließt Der Pumpenausgang wird folglich durch das Steuerventil 3 an die vier Kammern der Motoren 2a und 2b mit einem Speisednick geliefert, welcher eine Kavitation bei diesen Motoren verhindert

Die Größe des Speisedruckes wird durch eine Feder bestimmt, welche auf den Schieber des Druckmindererventiles 4 einwirkt. Die Schieber in dem Druckmindererventil bewegen sich in eine Stellung, bei der eine Federkraft zuzüglich dem Riickdruck im Gleichgewicht mit dem Einspeisedruck der Hydraulikmotoren 2a und 2b steht. Wenn der Fülldruck in der Ausgangsleitung der Pumpiil Ja, 16 abnimmt, drosselt der Schieber des Druckminderers in einem stärkeren Maße, so daß der Fülldruck ansteigt. Wenn der Fülldruck in der Ausgangslcitung der Pumpen ansteigt, drosselt der Schieber des Druckminderers auf ein niedrigeres Maß, so daß der Fülldruck erneut abnimmt.

Das Pilotventil ist auf einen verhältnismäßig niedrigen öffnungsdruck eingestellt. Wenn der Druck, der an das Druckmindererventil 4 und ebenfalls an das Pilotventil 8 geliefert wird, auf den öffnungsdruck des Pilotventiles 8 ansteigt, öffnet dieses und steuert das Sicherheitsventile.

Die Hydraulikmotoren 2;) und 2barbeiten als Pumpen und bremsen die Last, indem sie eine Ölmenge abgeben, die gleich ist der Summe aus der Ölabgabe der tatsächlichen Pumpen la, \b und aus der variablen Ölmenge, welche über das Sicherheitsventil 6 strömt. Wenn der Steuerhebel des Steuerventil in die äußere Stellung gebracht wird, gibt der Schieber des Steuerventiles den Rücklaufkanal des Steuerventile? völlig frei. Der Druck wird dann von den Motoren 2a und 2b an das Druckmindererventil 4 und an das Pilotventil 8 geliefert. Die Hydraiilikmotoren arbeiten als Pumpen und bremsen die Last mit einem minimalen Bremsfaktor, welcher durch den verhältnismäßig niedrigen Öffnungsdruck des Pilotventiles 8 bestimmt ist. Die Motoren geben eine Ölmenge ab, die gleich ist der Summe aus der Ölabgabe der talsächlichen Pumpen la, \b zusätzlich der variablen Ölmenge, welche über das Sicherheitsventil 6 strömt.

Wenn in einem praktischen Ausführungsfall die Last eine schnellere Umdrehung der hydraulischen Motore als ca. 140 Umdrehungen pro Minute bewirkt, wird über Magnete 30 ein Alarm gegeben, welche mit dir Motorwelle rotieren und über einen Wandler 31 Impulse erzeugen, welche ein Relais 32 betätigen. Der Steuerhebel sollte dann von der äußeren Stellung wegbewegt werden, so daß sich ein verstärkter Druck in den hydraulischen Motoren aufbaut, um die Last mit verstärktem Bremsfaktor zu bremsen und zu verzögern.

Wenn der Bedienungsmann der Winde die Kontrolle

über die Bremsgeschwindigkeit verlieren sollte, lösen die Magnete 30 — beim selben Ausführungsbeispiel — bei einer Drehzahl von 150 U/min über den Wandler 31 eine Betätigung des Relais 32 aus, welches wiederum ein Magnetventil 33 schaltet. Das Magnetventil J3 entleert dann die Saugseite des Pilotventiles 8, so daß dieses schließt. D;is Sicherheitsventil 6 drosselt dann bei dem eingestellten maximalen Druck des Pilotventiles 7.

Wenn die Last verzögert ist auf eine Drehzahl von etw;· 135 U/min und wenn die Impulsfrequenz niedriger ist als diejenige, auf die das Relais 32 geeicht ist, wird das Magnetventil 33 nicht mehr langer betätigt. Das Pilotventil 8 öffnet dann erneut. Auf diese Weise wird die Drehzahl innerhalb ausgewählter Grenzen gehalten, auch wenn der Steuerhebel in der äußeren Stellung gehalten wird.

Beim letzten Abbremsen wird der Steuerhebel schrittweise in die Stoppstellung bewegt. Der Schieber des Steuerventiles sperrt dann schrittweise den Rücklaufkanal des Steuerventiles ab, und die Drosselung des Drucköles wird dann in verstärktem Maße von dem Druckmindererventil 4 an den Schieber des Steuerventiles übertragen. Das Pilotventil 8 verliert seinen öffnungsdruck. Der Druck in den hydraulischen Motoren wird folglich ansteigen, bis das Pilotventil 7 bei dem eingestellten maximalen Druck öffnet. Wenn der Steuerhebel in die Stoppstellung gebracht worden ist, muß die gesamte Ölmenge durch das Sicherheitsventil 6 vor einem endgültigen Stillstand strömen. Wenn der Steuerhebel zu rasch oder zu frühzeitig in die Stoppstellung bewegt wird, ist die Ölmenge, die durch das Sicherheitsventil 6 fließen muß, zu groß. In diesen Fällen öffnet ein weiteres Sicherheitsventil bei einem Druck, der etwas höher als der maximale Öffnungsdruck des Sicherheitsventiles 6 ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Hydraulische Anordnung zur Betätigung einer Winds, welche einen Hydraulikmotor zur Betätigung der Winde, eine Pumpe, die Drucköl zur Betätigung des Hydraulikmotors liefert, ein Steuerventil zur Steuerung der Geschwindigkeit und der Drehrichtung des Hydraulikmotors, ein erstes Drosselventil, welches in Reihe mit der Pumpe geschaltet ist, und ein zweites Drosselventil aufweist, <.o welches parallel mit dem Hydraulikmotor geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zwei oder mehr hydraulische Motoren (2a, Ib) aufweist, welche parallel mit Durchströmung beider V/ege geschaltet sind und welche in if Antriebsverbindung mit derselben Windenwelle stehen, wobei die hydraulischen Motore (2a, 2b) als mehrstufige Motore ausgebildet sind und die Anordnung eine oder mehrere Pumpen (Ja, \b) umfaßt.ü siehe eine konstante Kapazität aufweisen.