DE2612565A1 - Hydraulisches lasthebesystem - Google Patents

Description

CATERPILLARTRACTORCO., Peoria, Illinois 61629, U.S.A.

Hydraulisches Lasthebesystem

Hydrauliksysteme verwenden häufig einen Hydraulikmotor zum Anheben und Absenken von relativ schweren Lasten, wobei gelegentlich derartige Lasten in einer angehobenen Stellung getragen werden müssen. Wenn der Motor die Last in einer derart angehobenen Stellung halten muß, so ist es normalerweise zweckmäßig, den relativ hohen durch die Last erzeugten Druck im Lasttragende des Motors vom übrigen System abzutrennen. Dies geschieht zur Verhinderung einer langsamen Abwärtsbewegung der Last infolge von Leckvorgängen an den Ventilkolben von den in derartigen System normalerweise verwendeten üblichen Steuerventilen. Der Lastdruck ist ferner normalerweise aus Sicherheitsgründen getrennt, um im Falle eines Leitungsbruches oder dgl. das plötzliche Herabfallen der Last zu verhindern.

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Diese Trennung wird normalerweise dadurch erreicht, daß man ein Lastsperrventil in der Motorleitung nahe oder vorzugsweise am Lasttragende des Motors vorsieht. Derartige Lastsperrventile gestatten den freien Strömungsmittelfluß zum Motor, verhindern aber normalerweise das Austreten von Strömungsmittel. Wenn man die Last absenken will, so muß das öffnen des Lastsperrventils veranlassen, so daß das Strömungsmittel vom Lasttragende des Motors abgegeben werden kann. Bei einem Sperr ventil der Ablaßbauart, welches häufig verwendet wird und im einzelnen im U.S. Patent 3 127 688 beschrieben ist, wird dies dadurch erreicht, daß man gleichzeitig den Druck abläßt, der das Lastsperrventil in seiner Schließstellung hält, wenn das Steuerventil in seine Lastabsenkstellung gebracht wird. Obwohl die Verwendung von Lastsperrventilen normalerweise von wesentlicher Bedeutung ist, so hatten sie doch zahlreiche nachteilige Auswirkungen auf die Lastanhebsysteme, in denen sie verwendet werden. Ein üblicherweise mit ihrer Verwendung in Verbindung gebrachtes Problem ist das hydraulische Hämmern oder Klopfen. Das Lastsperrventil ist bei der Trennung des Drucks am Lasttragende des¹ Motors außerordentlich wirkungsvoll und der Druck an dieser Stelle ist manchmal infolge einer schweren Last außerordentlich hoch, wohingegen der Druck an der Steuerventilseite des Lastsperrventils verhältnismässig niedrig ist. Die Folge davon ist, daß dann, wenn das Lastsperrventil in seine Öffnungsstellung springt, ein außerordent lich großer Druckanstieg zum Steuerventil hin auftritt, was den Hämmervorgang hervorruft. Die Stärke des Hämmerns ist häufig so groß, daß im ganzen System ein hörbarer Schlagton auftritt. Darüber hinaus werden die dadurch erzeugten Druckwellen zurückgeworfen und erzeugen ein unerwünschtes Flattern des Lastsperrventils, was seinerseits das Absenken der Last ungleichmäßig und schwer zu steuern macht. Ferner ist mit der schnellen Freigabe des hohen Drucks vom Motor der relativ kleine, aber plötzliche Abfall der Last verbunden, bevor das Gleichgewicht des Drucks sich einstellt.

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Ein weiteres mit der Verwendung von Lastsperrventilen in Verbindung gebrachtes Problem besteht darin, daß dann_r wenn eine schwere Last abgesenkt wird und das Steuerventil in die Neutralstellung gebracht wird, um den Absenkvorgang zu beenden, die Laststeuerventile normalerweise in den Schließzustand gebracht werden und das weitere Austreten von Strömungsmittel aus dem Motor verhindern. Wenn dies erfolgt, so erzeugt das Gewicht und das Moment der Last eine außerordentlich hohe Druckspitze im Motor, wodurch der Motor und seine verschiedenen Bauteile beschädigt werden können.

Bei Erdbewegungsfahrzeugen, wie beispielsweise hydraulischen Baggern und dgl., wo zwei oder mehr Hydraulikmotore miteinander zum Anheben und Absenken der Last verbunden sind, ist es zweckmäßig, daß die Drücke in jedem der Motore gleich sind, so daß ein ungleichmäßiger Betrieb und Verspannen des Baggerauslegers verhindert wird. Da das Lastsperrventil normalerweise diesen Druckausgleich verhindert, wird eine gesonderte kleine Ausgleichsleitung verwendet, die die Lastsperrventile umgeht, um so den Druckausgleich zu gestatten. Die Hinzufügung einer derartigen Ausgleichsleitung erhöht nicht nur die Kompliziertheit des Systems, sondern bedeutet auch eine weitere Leitung, die während des Betriebs brechen oder zerstört werden kann, was das Außerbetriebsetzen des Systems zur Folge hat.

Die vorliegende Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, eine Vorrichtung für ein hydraulisches Lastanhebesystern, welches ein Lastsperrventil am Lasttragende eines Hydraulikmotors verwendet, derart vorzusehen, daß der momentane Lastabfall und das hydraulische Hämmern vermieden werden, also Vorgänge, die normalerweise dann auftreten, wenn die Lastsperrventile zum Absenken der Last geöffnet werden. Ferner sieht die Erfindung die Vorrichtung in der Weise vor, daß das Auftreten von hohen Druckspitzen im Hydraulikmotor vermieden wird, wenn das Absenken einer schweren Last plötzlich mitten

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in der Luft abgestoppt wird. Die Erfindung sieht ferner eine Vorrichtung vor, um den Druck zwischen den Lasttragenden eines Paars von derartigen Hydraulikitiotoren auszugleichen, die gemeinsam zum Anheben und Absenken der Last verwendet werden, und zwar ohne Verwendung einer gesonderten Ausgleichsleitung, die diese Enden verbindet.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Ansprüchen sowie aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 ein schematisches Gesamtschaltbild des erfindungsgemäßen hydraulischen Lastanhebsystems;

Fig. 2 einen Längsschnitt eines im System gemäß Fig. 1 verwendeten Lastsperrablaßventiis in seiner neutralen Stellung;

Fig. 3 und 4 Teilschnitte des Ventils gemäß Fig. 2, wobei das Ventil in verschiedenen Betriebsstellungen gezeigt ist;

Fig. 5 einen Längsschnitt eines Paars von im System gemäß Fig. 1 verwendeten Lastsperrventilen, wobei ferner die erfindungsgemäßen Druckausgleichsvorrichtungen dargestellt sind.

In Fig. 1 ist schematisch ein erfindungsgemäßes hydraulisches Lastanhebsystem 10 dargestellt. Dieses System umfaßt im ganzen zum Tragen der Last dienende Hydraulikmotormittel, wie beispielsweise ein Paar von Hydraulikzylindern 12, sowie einen damit verbundenen Steuerkreis 13 zur Steuerung des Ausfahrens der Hydraulikzylinder zum Anheben einer Last 14 und zum Einziehen der Hydraulikzylinder beim Absenken der Lasten. Jeder der Hydraulikzylinder besitzt ein Lasttrag- oder Kopfende 16

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und ein entgegengesetzt angeordnetes Stangenende 17.

Der Steuerkreis 13 umfaßt ein Strömungsmittelreservoir 19, eine daraus Strömungsmittel absaugende Hauptpumpe 20 und ein pilotbetätigtes Hauptsteuerventil 21. Eine Pumpenleitung 23 verbindet die Pumpe 20 und das Steuerventil 21. Das Steuerventil 21 ist wahlweise zwischen einer neutralen oder Halte-Stellung A und einer von zwei Betriebsstellungen B und C anzuordnen. Das Steuerventil 21 steht mit dem Reservoir über eine Tankleitung 24 in Verbindung. Ein Überdruck- oder Freigabe-Ventil 25 steuert selektiv die Verbindung zwischen der Pumpenleitung 23 und der Tankleitung 24, um den Maximaldruck im Steuerkreis zwischen der Pumpe und dem Steuerventil 21 zu begrenzen. Das Steuerventil 21 ist ferner jeweils einzeln mit den Kopfenden 16 und den entgegengesetzten Stangenenden 17 der Hydraulikzylinder 12 durch Steuerleitungen 27 bzw. 28 verbunden. Ein Paar von Hauptleitungsfreigabeventilen (Überdruckventilen) 30 und 31 liegen jeweils zwischen ihren entsprechenden Hauptsteuerleitungen 27 und 28/ um den Maximaldruck in dem Steuerkreis auf der Hydraulikzylinderseite des Steuerventils 21 zu begrenzen.

Ein Paar von identischen Ablaß-Lastsperrventilen 33 und 34 ist innerhalb der Hauptmotorleitung 27 zu jedem der Kopfenden 16 der Hydraulikzylinder angeordnet (Fig. 1). Der Zweck dieser Lastsperrventile besteht darin, die nach abwärts gerichtete Driftbewegung der Last infolge von Leckvorgängen im Hauptsteuerventil 21 zu verhindern, und um ferner das plötzliche Absenken der Last im Falle eines Leitungsausfalls oder dgl. zu verhindern, was eine Beschädigung der Last oder des Arbeitswerkzeugs oder des Personals zur Folge haben könnte. Aus diesem Grunde sind die Lastsperrventile vorzugsweise an ihren entsprechenden Hydraulikzylindern angeordnet. Obwohl in der schematischen Darstellung gemäß Fig. 1 die Ventile etwas mit Abstand angeordnet dargestellt sind, so sind sie doch vorzugsweise direkt an ihren ent-

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sprechenden Hydraulikzylindern angeordnet oder einstückig mit diesen ausgebildet, um die Möglichkeit, eines Leitungsausfalls zwischen den Hydraulikzylindern und den Lastsperrventilen zu vermeiden.

Obwohl die Lastsperrventile 33, 34-in irgendeiner bekannten Weise ausgebildet sein können, so umfassen sie doch, wie man am besten in Fig. 5 erkennt, einen Ventilkörper 36 mit einer Ventilbohrung 37, in der ein Ventilglied 38 gleitend angeordnet ist. Das Ventilglied 38 ist in seine Schließstellung gegen einen Sitz 40 durch eine Feder 41 und den Strömungsmitteldruck in einer Steuerkammer 42 in der Bohrung 37 hinter dem Ventilglied vorgespannt. Die Steuerkammern42 eines jeden der Sperrventile sind durch den Strömungsmitteldruck in den Kopfenden der entsprechenden Hydraulikzylinder unter Druck gesetzt, und zwar erfolgt die Verbindung über eine Zumeßöffnung 44 in jedem der Ventilglieder. Jedes der Ventilglieder ist ferner mit einer Ringschulter 45 ausgestattet, die dem Lasttragdruck in den Kopfenden des Hydraulikzylinders ausgesetzt ist. Der auf diese Schultern wirkende Druck erzeugt eine Ventilöffnungskraft am Ventilglied. Diese Öffnungskraft ist jedoch nicht in der Lage, die Schließkraft des Strömungsmitteldrucks in der Steuerkammer infolge ihrer größeren wirksamen Fläche zu überwinden, wenn nicht die Steuerkammer abgelassen wird.

Der Steuerkreis 13 ist erfindungsgemäß mit einer Ablaßvorrichtung 47 ausgestattet, um die Steuerkammern 42 der Lastsperrventile 33 abzulassen, wobei diese Vorrichtung ein pilotbetätigtes Ablaßventil 48 umfaßt.

Das im ganzen bei 50 dargestellte Pilotsteuersystem ist zur wahlweisen gleichzeitigen Steuerung des Betriebs des Hauptsteuerventils 21 und des Ablaßventils 48 vorgesehen. Das Pilotsteuersystem umfaßt eine Pilotpumpe 51, die Strömungsmittel vom Reservoir 19 abzieht und Strömungsmitteldruck

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über eine Leitung 53 an ein Pilotsteuerventil 52 liefert. Das Pilotsteuerventil 52 steht mit dem Reservoir über eine zweite Leitung 54 in Verbindung. Ein überdruck- oder Freigabeventil 55 ist in gleicher Weise zwischen den Leitungen 53 und 54 angeordnet, um den Maximaldruck im Pilotsteuersystem auf ein vorbestimmtes Niveau zu begrenzen. Das Pilotsteuerventil 52 ist ferner mit den entgegengesetzt liegenden Enden des Hauptsteuerventils 21 über Pilotleitungen 56 und 57 verbunden. Die Pilotleitung 56 steht ebenfalls mit dem Ablaßventil 48 in Verbindung, um Pilotströmungsmittel zuzuführen, wenn der Pilotdruck dem Steuerventil 21 zur Verschiebung desselben in seine Stellung B oder die Zylinderabsenkstellung zugeführt wird. Es ist wichtig darauf hinzuweisen, daß das Pilotsteuerventil 52 erfindungsgemäß zur Einstell-Bauart oder Modulations-Bauart gehört, um so veränderbare Pilotdruckgrößen an das Hauptsteuerventil 21 und das Ablaßventil 48 zu liefern, wobei ferner bemerkt sei, daß das Hauptsteuerventil 21 derart aufgebaut ist, daß es einen vorbestimmten Pilotdruck zum Verschieben in seine B-Stellung benötigt. Dieser vorbestimmte Druck ist vorzugsweise annähernd 100 psi (englische Pfund pro Quadratzoll) .

Es sei nunmehr der bevorzugte erfindungsgemäße Aufbau der Ablaßvorrichtung 47 beschrieben. Wie man am besten in den Fig. bis 4 und insbesondere in Fig. 2 erkennt, weist das Ablaßventil 48 einen Ventilkörper 60 mit einer darin ausgebildeten Ventilbohrung 61 auf, in der ein Ventilkolben 63 hin- und herbewegbar angeordnet ist. Die Bohrung ist mit drei axial mit Abstand angeordneten Ringen 64, 65 und 66 ausgestattet. Der erste Ring 64 steht mit dem Reservoir 19 über eine Tankleitung 68 in Verbindung. Der zweite Ring 65 steht mit den Steuerkammern 42 und den Lastsperrventilen 33 und 34 über eine Ablaßleitung 69 in Verbindung. Der dritte Ring 66 steht über einen Kanal 70 im Ventilkörper und eine Verbindungsleitung 71 mit der Hauptsteuerleitung 27 in Verbindung, die ihrerseits mit den Kopfenden 16 der Hydraulikzylinder 12 verbunden ist. Ein Sperrventil 73 ist erfindungsgemäß innerhalb des Kanals 70 angeordnet,

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um den freien Zutritt von Strömungsmittel zur Verbindungsleitung 71 zu gestatten, wobei aber die Strömung in entgegengesetzter Richtung verhindert ist.

Der Ventilkolben 63'ist normalerweise in eine in Fig. 2 gezeigte erste oder neutrale Stellung durch eine Feder 74 vorgespannt. Der Ventilkörper 60 besitzt eine Piloteinlaßöffnung 75, die mit der Pilotleitung 56 verbunden ist, um Pilotdruck mit dem einen Ende des Ventilkolbens 63 zu verbinden, um diesen nach rechts zu verschieben, wie dies in der Zeichnung in der vollständig verschobenen Stellung gemäß Fig. 4 dargestellt ist. Erfindungsgemäß besitzt der Ventilkolben 63 Kanalmittel einschließlich eines Ringkanals 77 und eines Zumeßschlitzes 78 zur Verbindung des zweiten Rings 65 mit dem ersten Ring 64, um das Ablassen oder Belüften der Lastsperrventile 33 und 34 für deren Öffnung zu gestatten. Der Ventilkolben 63 kann jedoch auch eine in Fig. 3 gezeigte Zwischenstellung zwischen der neutralen und vollständig betätigten Stellung (Fig. 2 bzw. 4) einnehmen. Erfindungsgemäß besitzt der Ventilkolben 63 Kanalmittel einschließlich eines Paars von versetzten, winkelmäßig angeordneten Kanälen 80 und 81 zur Verbindung der zweiten und dritten Ringe dann, wenn sich der Kolben in seiner Zwischenstellung befindet. Auf diese Weise wird der Strömungsmitteldruck in der Ablaßleitung 69 mit der Hauptsteuerleitung 27 über die Verbindungsleitung 71 und den Kanal 70 verbunden.

Das Ablaßventil 48 ist ebenfalls erfindungsgemäß mit einem Kanal 83 ausgestattet, der den ersten und zweiten Ring verbindet, wobei im Kanal ein Freigabe- oder Überdruckventil 84 vorgesehen ist und bei einem Druck öffnet, der etwas kleiner ist als der Öffnungsdruck des Hauptleitungs-Überdruckventils 30.

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Wie man am besten in Fig. 5 erkennt, ist erfindungsgemäß die Ablaßleitung 69 mit einem Paar von Zweigleitungen 86 und 87 verbunden, um die Ablaßleitung einzeln mit den Lastsperrventilen 33 bzw. 34 zu verbinden. Jede Zweigleitung ist erfindungsgemäß mit einer Drossel- und Sperr-Vorrichtung 88 (Fig. 5) ausgestattet. Jede Vorrichtung umfaßt ein in ihrer entsprechenden Zweigleitung angeordnetes Sperrventil 90, um Strömungsmittel vom entsprechenden Lastsperrventil frei einzulassen, wobei aber die Strömung in entgegengesetzter Richtung verhindert wird. Die Vorrichtungen umfassen ferner erfindungsgemäß eine Zumeßöffnung 91 in einer Umgehungsleitung 92, um einen eingeschränkten Strömungsmittelfluß zu den entsprechenden Lastsperrventilen zuzulassen. Diese Sperr- und Drossel-Vorrichtungen werden verwendet, um den Druckausgleich zwischen entsprechenden Kopfenden der Hydraulikzylinder 12 zu gestatten, und um zu verhindern, daß sich das Werkzeug verspannt oder ein ungleichmässiger Hydraulikzylinder-Betrieb auftritt, wobei dieserohne Verwendung einer gesonderten kleinen Ausgleichsleitung erfolgt, die üblicherweise in bekannten Systemen für einen solchen Zweck vorgesehen ist. Wie man ohne weiteres erkennt, ist die Strömung zwischen den Kopfenden der Hydraulikzylinder in wirkungsvoller Weise durch drei Zumeßöffnungen in jeder Richtung eingeschränkt, und zwar einschließlich der Zumeßöffnungen 44 eines jeden der Lastsperrventile und der jeweiligen Zumeßöffnung 91 der Drossel- und Sperrvorrichtungen.

Es sei nunmehr die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben. Wenn es im Betrieb erwünscht ist, eine von den Hydraulikzylindern 12 getragene Last abzusenken, so wird das Pilotsteuerventil 52 von Hand verschoben, um Pilotdruck durch die Pilotleitung 56 dem Hauptsteuerventil 21 zuzuführen. Dieser Pilotdruck wird gleichzeitig auch dem Ablaßventil 48 zugeführt. Da erfindungsgemäß der zum Verschieben des Ablaßventils 48 in seine Zwischenstellung erforderliche Druck wesentlich kleiner ist als der vorbestimmte Druck, der erforderlich ist, um das Steuerventil 21 in seine Hydraulikzylinderabsenkstellung zu verschieben, verbindet der Ventilkolben die

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zweiten und dritten Ringe 64, 65 vor der Verbindung der Hauptsteuerleitung 27 mit dem Reservoir 19 durch das Hauptsteuerventil 21. Auf diese Weise wird erfindungsgemäß der durch die Last in den Kopfenden 16 der Hydraulikzylinder 12 erzeugte Druck mit der Hauptsteuerleitung 27 verbunden, und zwar über die Zumeßöffnungen 44 und die Steuerkammern 42 der Lastsperrventile 33 und 34, die entsprechenden Zweigleitungen 86 und 87 und die Ablaßleitung 69 sowie den Kanal 70 des Ablaßventils 48 und die Verbindungsleitung 71. Auf diese Weise wird die Hauptsteuerleitung 27 zuvor durch den durch die Last erzeugten Druck in den Kopfenden der Hydraulikzylinder unter Druck gesetzt, so daß ein Druckgleichgewicht an den entgegengesetzt liegenden Seiten der Lastsperrventile 33, 34 existiert, bevor diese Sperrventile geöffnet werden, um so einen Druckanstieg und daraus folgend einen Hammervorgang und einen momentanen Lastabfall zu verhindern. Die erfindungsgemäßen Zumeßkanäle 80 und 81 des Ventilkolbens 63 bewirken die Feineinstellung oder Modulation bei der Erzeugung des "Vor-Drucks".

Wenn der Pilotdruck auf den vorbestimmten Druck ansteigt, der erforderlich ist, um das Hauptsteuerventil 21 zu verschieben, so wird der Ventilkolben 63 des Ablaßventils erfindungsgemäß durch seine Zwischenstellung (Fig. 3) hindurch in seine in Fig. 4 gezeigte Ablaßstellung verschoben. Das Ablaßventil ist mit dem Ringkanal 77 und dem Zumeßstift 78 erfindungsgemäß derart ausgestattet, daß die öffnung der Lastsperrventile 33, 34 ebenfalls fein eingestellt oder moduliert wird. Das Ablaßventil 48 ist so aufgebaut, daß die Lastsperrventile erfindungsgemäß kurz vor dem Verschieben des Hauptsteuerventils 21 vollständig abgelassen werden, so daß der durch die Last erzeugte Druck am Hauptsteuerventil vorhanden ist und stabilisiert wird, so daß die Last in kontrollierter Weise glatt abgesenkt werden kann.

Wenn die HauptSteuerleitung 27 einmal durch das Ablaßventil

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unter Vor-Druck gesetzt ist, so wird der Verlust dieses Drucks, beispielsweise wenn sich der Kolben in seine .Ablaßstellung bewegt, erfindungsgemäß durch das Sperrventil 73 verhindert.

Wenn das Pilotsteuerventil 5 2 in seine neutrale Stellung zurückgebracht wird, so wird der Pilotdruck am Hauptsteuerventil 21 und am Ablaßventil 48 freigegeben, auf welche Weise diese Ventile in ihre Neutralstellung zurückkehren können. Das Hauptsteuerventil 21 blockiert in seiner Neutralstellung die Hauptsteuerleitungen 27 und 28, so daß der Pumpenfluß zu den Stangenenden der Hydraulikzylinder und der Strömungsmittelrückfluß von den Kopfenden zum Reservoir aufhört. Das Ablaßventil beendet das Ablassen der Lastsperrventile und gestattet deren Schließen.

Wenn es jedoch zugelassen wird, daß sich die Lastsperrventile 33, 34 beim schnellen Absenken einer schweren Last schließen, so können sich außerordentlich hohe Druckspitzen in den Kopfenden der Hydraulikzylinder entwickeln, die für die Hydraulikzylinder und die damit im Zusammenhang stehenden Komponenten schädlich sein können. Die vorliegende Erfindung vermeidet derartige Druckspitzen und die sich dadurch ergebenden Schädigungen für die Hydraulikzylinder durch das erfindungsgemäße Vorsehen des Ablaß- oder Überdruck-Ventils 84 im Ablaßventil Das Überdruckventil 84 ist erfindungsgemäß derart aufgebaut, daß es bei einem Druck öffnet, der etwas unterhalb des Öffnungsdrucks des Hauptleitungs-Überdruckventils 30 in der Hauptsteuerleitung 27 liegt. Wenn somit das Hauptsteuerventil 21 derart verschoben wird, daß der weitere Austritt von Strömungsmittel aus den Kopfenden der Hydraulikzylinder blockiert wird, so tritt der sich dadurch ergebende schnelle Druckaufbau am überdruckventil 84 auf, und zwar über die Lastsperrventile und die Ablaßleitung' 69. Auf diese Weise wird sich das überdruckventil 84 öffnen und das Ablassen der Steuerkammern 42

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der Lastsperrventile fortsetzen, um deren Schließen zu verhindern. Die Lastsperrventile 33, 34 bleiben solange offen, wie der Druck oberhalb des Öffnungsdrucks dieses Überdruckventils 84 ist, was es ermöglicht, daß Strömungsmittel durch das Hauptleitungs-Überdruckventil 30 abgelassen wird. Man erkennt, daß wegen der Größe der Ablaßleitung 69 und der darin befindlichen Einschränkungen nur eine kleine Menge des Strömungsmittelflusses hindurch möglich ist und somit nicht ausreicht, um die Druckspitze zu verhindern. Es ist daher erforderlich, daß die Lastsperrventile offen sind, um so zu gestatten, daß Strömungsmittel vom Reservoir durch das Hauptleitungs-Überdruckventil 30 fließt. Aus der obigen Beschreibung erkennt man, daß die schwere Last kontrolliert angehalten wird, ohne daß nachteilige Wirkungen für das System auftreten.

Die Drossel- und Sperrvorrichtungen 88 gestatten nicht nur die bereits erwähnte Druckausgleichung zwischen den entsprechenden Kopfenden 16 der Hydraulikzylinder 12, sondern stellen vorteilhafterweise auch das gleichzeitige Schließen der Lastsperrventile 33 und _#34 sicher. Der Fachmann erkennt, daß eines dieser Lastsperrventile eine Tendenz aufweisen kann, eine kurze Zeit vor dem anderen dann zu schließen, wenn die Last während des Absenkens angehalten wird, und zwar erfolgt dies wegen der Unterschiede bei den Herstellungstoleranzen oder verschiedenen anderen Bedingungen. Wenn dies auftritt, so muß der Hydraulikzylinder des zuerst schließenden Lastsperrventils augenblicklich die gesamte Last tragen, was schädliche Druckspitzen erzeugen kann, beispielsweise dann, wenn eine schwere Last zu abrupt angehalten wird. Dies wird durch die Drossel- und Sperrvorrichtungen 88 erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß die Verbindung des Stromungsmitteldrucks zwischen den entsprechenden Steuerkainmern 42 und den Last Sperrventilen 33 und 34 gestattet wird. Wenn infolgedessen eines der Lastsperrventile schließt, so tritt der augenblickliche Druckaufbau im Kopfende des zugehörigen Hydraulikzylinders in der Steuerkammer dieses Ventils auf. Dieser Druck wird durch die Drossel- und '

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Sperrvorrichtungen der Steuerkammer des anderen Lastsperrventils zugeführt, so daß dessen Schließung ebenfalls bewirkt wird.

Der besondere Aufbau des hydraulischen Lasthebesystems erfüllt vollständig die Ziele der vorliegenden Erfindung durch Vermeiden des hydraulischen Hämmerns dadurch, daß die Hauptsteuerleitung vor dem Öffnen der Lastsperrventile zuvor unter Druck gesetzt wird. Die schädlichen Druckspitzen werden erfindungsgemäß durch Verwendung eines Überdruckventils in der Ablaßleitung vermieden, um die Lastsperrventile solange offenzuhalten, wie der Druck in den Lasttragenden der Hydraulikzylinder hinreichend hoch ist, um das Hauptleitungsüberdruckventil zu öffnen. Die Verwendung der Drossel- und Sperrvorrichtungen 88 gestattet ferner den Druckausgleich über die Ablaßleitung zwischen den Kopfenden des Hydraulikzylinders, ohne daß für diesen Zweck eine gesonderte Ausgleichsleitung erforderlich wäre.

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Claims (13)

1. Ansprüche

   Hydraulisches Lasthebesystem mit Hydraulikmotormitteln und mit einem Lasttragende sowie einem Steuerkreis einschließlich einer Quelle von unter Druck stehendem Strömungsmittel, einem Hauptsteuerventil, einer Hauptsteuerleitung zur Verbindung des Strömungsmittels zwischen dem Steuerventil und dem Lasttragende der Motormittel, sowie mit ablaßbaren Lastsperrventilmitteln, die in der Hauptsteuerleitung liegen und den freien Zutritt von Strömungsmittel zum Lasttragende gestatten, normalerweise aber das Austreten von Strömungsmittel daraus verhindern, mit der Ausnahme dann, wenn sie abgelassen werden, gekennzeichnet durch Mittel (47), um selektiv die Hauptsteuerleitung (27) zwischen dem Steuerventil (21) und den Lastsperrventi!mitteln (33 und 34) unter Vordruck zu setzen, und zwar vor dem Ablassen der Lastsperrventilmittel und dem Verschieben des Steuerventils zur Durchführung des Absenkens der Last 14, um so im wesentlichen die Drücke an entgegengesetzten Seiten der Lastsperrventilmittel auszugleichen, um einen augenblicklichen Lastabfall und das hydraulische Hämmern zu verhindern.
2. 2. Hydraulisches Lastanhebsystem nach· Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum selektiven vorherigen Unterdrucksetzen der Hauptsteuerleitung (27) Ventilmittel (48) umfassen, die in einer ersten Stellung das vorherige Unterdrucksetzen bewirken und in einer zweiten Stellung das Ablassen der Lastsperrventilmittel (33, 34) bewirken, und wobei das System ferner Pilotmittel (50) umfaßt, um sowohl die Ventilmittel (48) als auch das Hauptsteuerventil (21) zu betätigen, wobei das Hauptsteuerventil (21) in seiner Lastabsenkstellung bei einem vorbestimmten Pilotdruck anzuordnen ist, und wobei die Ventilmittel in ihrer ersten Stellung bei einem Pilotdruck anzuordnen sind, der wesentlich kleiner ist als der vorbestimmte Pilotdruck, um so die vorherige Unterdrucksetzung vor dem Ver-

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   schieben des Hauptsteuerventils (21) zu bewirken, und wobei die Ventilmittel in ihrer zweiten Stellung bei einem Pilotdruck anzuordnen sind, der etwas kleiner ist als der vorbestimmte Pilotdruck, um so das Öffnen der Lastsperrventilmittel unmittelbar vor dem Verschieben des Hauptsteuerventils zu bewirken, so daß der durch die Last erzeugte Druck am Lasttragende der Motormittel am Hauptsteuerventil vorhanden ist und im wesentlichen stabilisiert ist, um ein glatteres Absenken der Last in einer kontrollierteren Weise zu gestatten.
3. 3. Hydraulisches Lastanhebsystem nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastsperrventilmittel (33, 34) eine Kontrollkammer (42) sowie Einschränkungsmittel (44) aufweisen, die den Strömungsmitteldruck vom Lasttragende .der Motormittel mit der Steuerkammer verbinden, um das Schließen der Lastsperrventilmittel zu bewirken.
4. 4. Hydraulisches Lastanhebsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum selektiven vorherigen Unterdrucksetzen der Hauptsteuerleitung Ablaßmittel (47) mit einem Ablaßventil (48) umfassen, sowie ferner eine Ablaßleitung (69) zur Verbindung des Ablaßventils mit der Steuerkammer, eine Tankleitung (68) zur Abführung von Strömungsmittel vom Ablaßventil zu der Quelle, sowie schließlich eine Verbindungsleitung (71) zum Verbinden des Ablaßventils mit der HauptSteuerleitung.
5. 5. Hydraulisches Lastanhebsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablaßventil (48) eine neutrale, eine Zwischen- und eine Ablaß-Stellung aufweist, wobei das Ventil beim Verschieben zwischen seiner neutralen und seiner Ablaß-Stellung durch die Zwischenstellung läuft, wo Strömungsmittel in die Ablaßleitung 69 zur Verbindungsleitung geführt wird, um die vorherige Unterdrucksetzung der Hauptsteuerleitung zu bewirken.

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6. 6. Hydraulisches Lastanhebsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablaßventil ferner einen Kanal (70) zur Verbindung von Strömungsmittel mit der Verbindungsleitung aufweist, wobei der Kanal Sperrventilmittel (37) darin angeordnet aufweist, um Strömungsmittel frei zur Verbindungsleitung zuzulassen, wobei aber die Strömung in der entgegengesetzten Richtung verhindert wird, um den Verlust durch das Ablaßventil von Druck in der Hauptsteuerleitung nach dem Untervordrucksetzen zur verhindern.
7. 7. Hydraulisches Lastanhebsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hauptlei tungs -Überdruckventil (30) mit der Hauptsteuerleitung verbunden ist, und wobei das Ablaßventil Überdruckventilmittel (84) aufweist, die zwischen die Ablaßleitung und die Tankleitung geschaltet sind, und wobei die Überdruckventilmittel einen Öffnungsdruck besitzen, der etwas unterhalb des Öffnungsdrucks für das Hauptleitungsüberdruckventil liegt und betätigtbar ist, um zu verhindern, daß Druckspitzen in den Motormitteln auftreten, und -zwar dadurch, daß die Lastsperrventilmittel solange offen gehalten werden wie hoher Druck oberhalb des Hauptleitungs-überdruckventilöffnungsdrucks existiert, so daß dieser hohe Strömungsmitteldruck über das Hauptleitungsüberdruckventil entweichen kann.
8. 8. Hydraulisches Lastanhebsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil und das Ablaßventil pilotbetätigt sind, und daß das System Pilotmittel (50) aufweist, um gleichzeitig die Steuer- und Ablaß-Ventile zu betätigen, und wobei das Steuerventil in seiner Lastabsenkstellung mit einem vorbestimmten Pilotdruck angeordnet werden kann, und wobei ferner das Ablaßventil in seiner Zwischenstellung bei einem Pilotdruck angeordnet werden kann, der wesentlich unterhalb des vorbestimmten Pilotdrucks liegt, so daß die vorherige ünterdrucksetzung vor dem Verschieben des Steuerventils erfolgt.

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9. 9. Hydraulisches Lastanhebsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablaßventil in seiner Ablaßstellung mit einem Pilotdruck etwas kleiner als der vorbestimmte Pilotdruck angeordnet werden kann, um das Öffnen des Lastsperrventils unmittelbar vor dem Verschieben des Steuerventils zu bewirken, so daß der durch die Last erzeugte Druck am Lasttragende der Motormittel am Steuerventil vorhanden ist und im wesentlichen stabilisiert ist, wenn das Steuerventil verschoben wird, so daß die Last glatt und in kontrollierterer Weise abgesenkt werden kann.
10. 1Ό. Hydraulisches Lastanhebsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Motormittel ein Paar von doppelt wirkenden Hydraulikzylindern (12) sind, die lasttragende Kopfenden (16) und entgegengesetzt liegende Stangenenden (17) aufweisen, und wobei die Lastsperrventilmittel ein Paar von Lastsperrventilen (33, 34) aufweisen, die einzeln mit dem entsprechenden Kopfende der Hydraulikzylinder verbunden sind, und wobei die Ablaßleitung ein Paar von Zweigleitungen (86, 87) besitzt, die einzeln mit den Lastsperrventilen in Verbindung stehen, und wobei Drossel- und Sperr-Mittel (88) in den Zweigleitungen vorgesehen sind, um den Druckausgleich zwischen den Kopfenden der Hydraulikzylinder zu gestatten, um deren gleichmäßige Arbeitsweise sicherzustellen (Fig. 1).
11. 11. Hydraulisches Lastanhebsystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablaßventil Mittel (77, 78, 80, 81) aufweist, um die Verbindung des Strömungsmittels von der Ablaßleitung einzeln mit der Tankleitung und der Verbindungsleitung fein einzustellen, um eine größere Arbeitsstabilität zu erreichen.
12. 12. Hydraulisches Lastanhebsystem, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Elemente:

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    Hydraulische Motormittel (12) zum Anheben und Absenken einer Last (14) und mit einem vorbestimmten Lasttragende; ein Strömungsmittelreservoir (19);
    eine mit dem Reservoir verbundene Pumpe (20); ein pilotbetätigtes Hauptsteuerventil (21), welches unabhängig mit der Pumpe und dem Reservoir verbunden ist und Halte-, Anheb- und Absenk-Stellungen aufweist, und wobei das Steuerventil einen vorbestimmten Pilotdruck benötigt, um es von seiner Haltestellung in seine Absenkstellung zu verschieben; eine das Hauptsteuerventil mit dem Lasttragende der Motormittel verbindende Hauptsteuerleitung (27); Ablaß-Lastsperrventilmittel (33, 34) in der Hauptsteuerleitung nahe den Motormitteln zum freien Einlassen von Strömungsmittel in das Lasttragende der Motormittel und mit einer Steuerkammer (42) sowie Einschränkungsmitteln (44) zum Verbindung des ■Strömungsmitteldrucks vom Lasttragende mit der Kammer, um normalerweise die Lastsperrventilmittel zu schließen, um das Austreten von Strömungsmittel aus dem Lasttragende zu verhindern, und wobei ferner Mittel (45) zum Öffnen der Lastsperrventilmxttel vorgesehen sind, wenn die Kammer abgelassen wird; Lastsperrventil-Ablaßmittel (47) mit einem pilotbetätigten Ablaßventil (48) und Leitungsmitteln (68, 69, 71) zum individuellen Verbinden des Ablaßventils mit dem Reservoir, der Steuerkammer, der Lastsperrventilmittel und der Hauptsteuerleitung;

    Pilotsteuermittel (50) mit einer Quelle (51) von unter Druck stehendem Pilotströmungsmittel und einem Pilotsteuerventil zum gleichzeitigen Steuern des Hauptsteuerventils und des Ablaßventils zur Bewirkung der Entnahme des Strömungsmittels vom lasttragenden Ende der Motormittel zum Absenken der Last; und wobei schließlich das Ablaßventil eine normale Blockierstellung, eine Zwischenstellung und eine Ablaßstellung aufweist und in seiner Zwischenstellung mit einem Pilotdruck anzuordnen ist, der wesentlich niedriger liegt als der vorbestimmte Pilotdruck zum Verschieben des Hauptsteuerventils, wobei Strömungsmitteldruck in der Ablaßleitung mit der Verbindungsleitung verbunden wird, um so die Hauptsteuerleitung

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    zuvor unter Druck zu setzen, und zwar vor dem Ablassen der Lastsperrventilmittel, so daß der Druck an entgegengesetzten Seiten der Lastsperrventilmittel im wesentlichen ausgeglichen ist, um den momentanen Lastabfall und das hydraulische Schlagen zu verhindern.
13. 13. Hydraulisches Lastanhebsystem mit einem Paar von Hydraulikzylindern, deren jeder ein Lasttragende aufweist, und mit einem Steuerkreis mit einer Druckmittelquelle, wobei ferner ein Hauptsteuerventil und eine Hauptsteuerleitung vorgesehen sind,um das Strömungsmittel zwischen dem Steuerventil und jeder der Lasttragenden der Hydraulikzylinder zu verbinden, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Elemente: Ein Paar von ablaßbaren Lastsperrventilen (33, 34), die einzeln innerhalb der Hauptsteuerleitung jeweils benachbart zu einem der Hydraulikzylinder angeordnet sind, und die Strömungsmittel frei in die entsprechenden Hydraulikzylinder eintreten lassen, und wobei eine Steuerkammer (42) sowie Einsehränkungsmittel (44) vorhanden sind, um Strömungsmitteldruck von dem lasttragenden Ende der jeweiligen Hydraulikzylinder den Steuerkammern zuzuführen, um das Schließen der Lastsperrventile zu bewirken, um normalerweise das Entweichen von Strömungsmittel, ausgenommen wenn die Kammern abgelassen werden, zu verhindern, und wobei ferner Mittel (47) vorgesehen sind, um die Hauptsteuerleitung zwischen dem Steuerventil und den Lastsperrventilen selektiv unter Vordruck zu setzen, und zwar vor dem Ablassen der Lastsperrventile und dem Verschieben des Steuerventils zum Bewirken des Absenkens einer von den Hydraulikzylindern getragenen Last, um so im wesentlichen die Drücke an den entgegengesetzten Seiten der Lastsperrventile auszugleichen, um das augenblickliche Lastabsenken und hydraulische Schlagen zu verhindern, und wobei schließlich Ablaßleitungsmittel (86, 87) zwischen den Steuerkammern der Lastsperrventile liegen, und wobei ferner Drossel- und Sperr-Mittel (88) in den Ablaßleitungsmitteln angeordnet sind, um den Druckausgleich zwischen den Kopfenden der Hydraulikzylinder zu gestatten, und um im Betrieb den Strömungsmitteldruck von der Steuerkammer einer der Lastsperrventile mit der Steuerkammer

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    des anderen zu verbinden, um das gleichzeitige Schließen der Lastsperrventile zu bewirken.

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