DE2838323A1

DE2838323A1 - Hydraulische steueranordnung zur synchronisation der bewegung zweier stellantriebe, z.b. fuer einen teleskop-kranausleger

Info

Publication number: DE2838323A1
Application number: DE19782838323
Authority: DE
Inventors: Robert James Lester; Christopher Brodie Watson
Original assignee: Coles Cranes Ltd
Current assignee: Coles Cranes Ltd
Priority date: 1977-08-31
Filing date: 1978-08-31
Publication date: 1979-03-08
Also published as: IT7827240A0; FR2402093A1; GB2005773A; IT1098800B; FI782653A; JPS5452279A

Description

Hydraulische Steueranordnung

zur Synchronisation der Bewegung zweier Stellantriebe, z.B. für einen Teleskop-Eranausleger

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steueranordnung, insbesondere eine synchronisierende Steuerventilanordnung, die die Strömung einer Hydraulikflüssigkeit zwischen zwei Hydraulik-Stellantrieben, z.B. Teleskopdruckkolben, regelt, um eine gleiche Bewegung der Antriebe (Kolben) sicher-zu-stellen. Die Steueranordnung ist insbesondere - jedoch nicht ausschließlich - für die Steuerung der Bewegung von Druckkolben, die einen Teleskopausleger eines Krans od.dgl. betätigen, von Nutzen.

Ventile zur Synchronisation von Teleskopdruckkolben oder -stempeln, d.h. von ineinander verschiebbaren Kolben oder Stempeln, sind bekannt. Ein derartiges Ventil weist einen Schieber auf, der in der Büchse

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eines Ventilkörpers verlagerbar ist, einer Federkraft ausgesetzt ist und genau die strömende Flüssigkeit zwischen den beiden zu synchronisierenden Stempeln zumißt. Der Schieber wird gegen die Federkraft durch Einrichtungen eingeregelt, die ein Steuerseil enthalten, das um eine Rückhol-Steuertrommel läuft, um diese zur Betätigung des Ventilschiebers zu drehen. Das freie Ende des Seils ist zwischen den Stempeln angeschlossen derart, daß, wenn die Stempel miteinander synchron arbeiten, die Steuertrommel stationär bleibt, daß aber, sobald die Stempel aus der Synchronisation ausbrechen, das Seil auf die Trommel auf- oder von dieser abgewickelt wird, um diese in der einen oder anderen Richtung zu drehen, was davon abhängig ist, in welchem Sinn die außerhalb der Synchronisation verlaufende Bewegung vor sich geht. Das Ventil macht es erforderlich, die Drehbewegung der Steuertrommel in eine lineare Bewegung des ITentilschiebers umzusetzen. Vier Rückschlagklappen sind in den Ventilverbindungen enthalten, um eine Synchronisation für beide Stempelbewegungsrichtungen zuzulassen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steueranordnung zu schaffen, bei der die Notwendigkeit für das Vorhandensein einer Steuertrommel und von vier Rückschlagklappen beseitigt ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine hydraulische Steueranordnung zur Synchronisation des Aus- und Einfahrens von zwei hydraulischen Stellantrieben gelöst, die gekennzeichnet ist durch ein den hydraulischen Stellantrieben zugeordnetes Steuerventil mit einem Einlaß- und Auslaßöffnungen für die den Betrieb der Stellantriebe beeinflussende Hydraulikflüssigkeit aufweisenden Ventilkörper, in dem ein Rotor mit die

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Einlaß» und Auslaßöffnungen des Ventilkörpers untereinander verbindenden Durchflußkanälen angeordnet ist, durch eine unter Federspannung stehende, mit dem Rotor verbundene sowie drehbare Rückholtrommel und durch ein mit seinem einen Ende um die Trommel gewickeltes, mit seinem anderen Ende an einem der Stellantriebe oder an beiden befestigbares Seil, das bei Ausfall der Synchronisation der Stellantriebe von der Trommel abläuft oder sich auf dieser aufwickelt und diese sowie den xiotor zur Änderung der Flüssigkeitsströmung zu oder von den Stellantrieben sowie zur Wiederherstellung deren Synchronisation dreht.

Erfindungsgemäß wird auch eine Steueranordnung für einen Teleskop-Kranausleger mit einem inneren, mittleren sowie äußeren Teil, die zur Einstellung der Auslegerlänge ineinander verschiebbar sind, wobei dem inneren sowie mittleren Teil und dem mittleren sowie äußeren Teil je ein eigener hydraulischer Stellantrieb zugeordnet sind, geschaffen, die gekennzeichnet ist durch ein Steuerventil für die beiden Stellantriebe mit einem Einlaß- und Auslaßöffnungen für die den Betrieb der Stellantriebe beeinflussende Hydraulikflüssigkeit aufweisenden Ventilkörper, durch einen im Ventilkörper drehbaren, miteinander verbundene sowie mit den Einlaß- und Auslaßöffnungen des Ventilkörpers in Verbindung stehende Durchflußkanäle aufweisenden Rotor, durch eine mit dem Rotor verbundene und mit diesem drehbare, unter Federspannung stehende Rückholtrommel und durch ein Seil, dessen eines Ende um die Rückholtrommel gewickelt sowie an dieser befestigt ist und dessen anderes Ende um eine am äußeren Teil angebrachte Laufrolle führt sowie am mittleren Teil befestigt ist, und das bei Ausfall der Synchronisation der Stellantriebe die Trommel sowie den Rotor zur Än-

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derung der Flüssigkeitsströmung zu oder von den Stellantrieben sowie zur Wiederherstellung deren Synchronisation dreht.

Durch die Anordnung gemäß der Erfindung sind die Steur ertrommel zur Umwandlung der Drehbewegung in eine lineare Bewegung und die Rückschlagklappen nicht notwendig. Zusätzlich kann der bisher verwendete Ventilschieber durch einen sehr viel einfacheren Ventildrehkörper (^iotor) ersetzt werden.

Vorzugsweise sind die Einlaß- und Auslaßöffnungen des Ventilkörpers rund um den Außenumfang des Rotors angeordnet, um mit den radial vom Rotor austretenden Durchflußöffnungen zusammenzuarbeiten. Die Einlaß- und Auslaßöffnungen können alternativ auch im Ventilkörper ausgebildet sein, so daß sie mit Durchflußkanälen zusammenarbeiten, die Auslässe an einer Stirnfläche des Rotors haben.

Die hydraulische Steueranordnung wird zweckmäßigerweise in einem mechanischen Ruckkopplungssystem mit hydraulischem, geschlossenen Kreislauf verwendet, das Hydraulikflüssigkeit zu zwei Teleskopstempeln führt, die unabhängig von ihren Betriebsdrücken betätigt werden, um die Stempel zu synchronisieren und deren gleiche Bewegung sicherzustellen. Eine solche Anordnung ist somit für den Betrieb eines dreiteiligen Teleskopauslegers eines Krans od. dgl. besonders nützlich.

Bei der bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist zwischen den hydraulischen Stellantrieben ein Umgehungsventil vorgesehen, um die Wieder-Synchronisation der Stellantriebe zu erleichtern, wenn diese über die Steuerung des Steuerventils hi-

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naus aus der Synchronisation ausbrechen sollten. Dieses Umgehungsventil wird vorzugsweise von Hand betätigt, so daß die Einregelung leicht von einer einzigen Person durchgeführt werden kann.

Es wird bevorzugt, die Länge des Seils auf der Rückholtrommel ausreichend zu wählen, damit, sollten die Stempel aus der Synchronisation vom Steuerventil her ausbrechen, ein ausreichender Seilvorrat vorhanden ist, der abgerollt werden kann, um einen Seilbruch zu verhindern.

Der Erfindungsgegenstand wird anhand von in den Zeichnungen dargestellten Beispielen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch einen dreiteiligen Teleskopausleger mit einer Steueranordnung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Hydrauliksystems zur Betätigung von zwei Kolben oder Stempeln unter Verwendung einer Steueranordnung gemäß der Erfindung, wobei das Ventil in seiner neutralen Stellung ist;

Fig. 3 eine der· Fig. 2 ähnliche Darstellung, wobei beide Kolben ausgefahren sind und einer dem anderen vorgelaufen ist;

Fig. k eine der Fig. 3 ähnliche Darstellung, wobei aber nun der andere Kolben gegenüber dem ersten vorgelaufen ist;

Fig. 5 eine der Fig. 2 ähnliche Darstellung, wobei die Kolben eingefahren werden und der eine dem anderen vorläuft;

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Fig. 6 eine der Fig. 5 ähnliche Darstellung, wobei beide Kolben eingefahren werden und nun der andere Kolben dem ersten gegenüber vorläuft.

Das in Fig. 2 gezeigte Steuerventil 10 gemäß der Erfindung kommt, wie gezeigt ist, in einem hydraulischen ^iuckkopplungs sys tem mit geschlossenem Kreislauf zur Anwendung, um die Flüssigkeitsströmung von einer üblichen Quelle 32 (siehe Fig. l) zu zwei Hydraulikkolben 11, 12 für deren synchronisiertes Aus- und Einfahren zuzumessen. Das Ventil 10 weist einen Körper 13 mit Ein- und Auslaßöffnungen 13a, 13b, 13c, 13d und 13e sowie einen Rotor 14 mit Durchijfußöffnungen 15 auf; letztere haben vier Durchlässe 15a, 15b, 15c und 15d, die radial rund um den Außenumfang des Rotors angeordnet sind.

Eine (sfcrich-punktiert gezeichnete) federbelastete Rück— holtrommel l6 ist mit dem Rotor Ik gekuppelt oder direkt an ihm befestigt, und um diese Trommel ist ein Ende eines Seils 17 gewickelt.

Die Federbelastung der Trommel l6 und die Wickelrichtung des Seils I7 um die Trommel sind derart, daß bei Abziehen von Seil von der Rückholtrommel, wodurch die Trommel und der Rotor Ik gedreht werden, die Drehung entgegen der Federvorspannung gerichtet ist. Wenn umgekehrt das Seil freigegeben wird, so bewirkt die Feder ein Drehen der Trommel l6 und damit des Rotors 14, wobei der Durchhang des Seils aufgenommen bzw. die Spannungslosigkeit aufgehoben wird.

Das erfindungsgemäße Ventil 10 und die Kolben 11, 12 dienen dazu, die teleskopartigen Verschiebebewegungen eines Kranauslegers 20, der schematisch in Fig. 1 dargestellt ist, zu steuern. Wie gezeigt ist, hat dieser

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Ausleger drei Teile 22, 24 und 26, wobei der Kolben 11 die Teile 22 sowie 24 und der Kolben 12 die Teile 24 sowie 26 relativ zueinander bewegt.

Es ist erwünscht, daß die beiden Kolben durch einen einzigen Arbeitsvorgang betätigbar sind, wie beispielsweise die Bewegung eines einzelnen Schalters oder Hebels 30, und daß beide Kolben in synchronisierter Weise aus- und einfahren. Demgemäß sind die Trommel l6 und das Ventil 10 am inneren Teil 22 befestigt, der normalerweise schwenkbar am Hauptteil des Krans gelagert ist. Das freie Ende des Seils I7 läuft dann um eine Laufrolle 28, die am mittleren Teil ^angebracht ist, und es ist am äuße ren Teil 26 befestigt. Auf diese Weise wird, während die Kolben 11, 12 sich in synchroner Weise bewegen, kein Seil von der Trommel l6 abgezogen oder auf diese gewikkelt. Wenn jedoch ein Kolben sich schneller bewegt als der andere, dann wird Seil von der Trommel l6 abgezogen oder auf diese gewickelt, die sich dreht und damit auch den Rotor l4 dreht.

Die Fig. 2 zeigt das mechanische Rückkopplungssystem mit geschlossenem Kreislauf, das die Kolben 11, 12 sowie das Steuerventil 10 enthält. In diesem Fall fahren die Kolben sychron aus, die zugeführte Flüssigkeit geht durch das Ventil 10 über die Einlaßöffnung 13a, die Kanäle 15 und zum Kolben 11 über die Auslaßöffnung 13e sowie zum Kolben 12 über die Auslaßöffnung 13c Da die beiden Kolben synchron ausfahren, bleibt das Seil" 17 stationär und somit auch die Trommel 16 sowie der Rotor l4.

Die Fig. 3 zeigt den Fall, wobei beide Kolben 11, 12 ausfahren, der Kolben 12 jedoch weiter als der Kolben 11 ausgefahren ist. Wenn der Kolben 12 um einen besonderen Betrag sich vorbewegt, so wird auf das Seil 17 ein

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Zug ausgeübt, der ein Abwickeln von der Trommel 16 zur Folge hat, womit diese und der Rotor sich entgegen dem Uhrzeigersinn (bei Betrachtung von Fig. 3) drehen. Dadurch wird der Zufluß von Flüssigkeit zum Kolben 11 erhöht, während die Zufuhr zum Kolben 12 unterbrochen oder vermindert wird, bis die Kolben synchronisiert sind, worauf das Ventil in die in Fig. 2 gezeigte neutrale Stellung zurückgeht und beide Kolben ihr Ausfahren fortsetzen.

Bei dem in Fig. 4 gezeigten Fall mit ausfahrenden Kolben 11 und 12 hat sich der Kolben 11 weiter bewegt als der Kolben 12, d.h., es liegt die zu Fig. 3 umgekehrte Situation vor. Hierbei ist dem Seil 17 die Möglichkeit gegeben, sich auf der Rückholtrommel l6, bewirkt durch deren Federmechanismus, aufzuwickeln. Dabei drehen die Trommel und der Rotor im Uhrzeigersinn (bei Betrachtung von Fig. 4), so daß die Flüssigkeitsströmung zum Kolben 12 erhöht und diejenige zum Kolben 11 unterbrochen oder vermindert wird, bis beide Kolben wieder synchronisiert sind.

Wenn die Kolben synchron eingefahren werden, dann steht das Ventil gleicherweise in der in Fig. 2 gezeigten neutralen Stellung. Sollte aber während dieeee Einfahrens der Kolben 12 sich schneller als der Kolben 11 bewegen, dann stellt sich der in Fig. 5 gezeigte Fall ein. Demzufolge läßt die Spannung im Seil I7 nach, das auflaufen und sich auf der Trommel l6 aufwickeln kann. Bei Drehung von Trommel und Rotor im Uhrzeigersinn (bei Betrachtung von Fig. 5) wird die Flüssigkeitsströmung vom Kolben 12 vermindert oder abgesperrt, während die Flüssigkeitsströmung vom Kolben 11 ansteigt, bis sie wieder synchronisiert sind. In gleicher Weise wird, wenn der Kolben schneller als der Kolben 12 einfährt, was in Fig. 6 dar-

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gestellt ist, das Seil 1? von der Trommel abgezogen, wodurch diese und der Rotor 14 (bei Betrachtung von Fig. 6) entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht werden. Das führt wiederum zu einem Ansteigen der Flüssigkeitsströmung vom Kolben 12 und zu einem Absperren oder Vermindern derjenigen vom Kolben 11, bis beide Kolben wieder synchronisiert sind und der Rotor in seine neutrale Stellung zurückgeht.

Bevorzugterweise wird in die die Kolben 11, 12 und das Ventil 10 verbindenden Leitungen ein Umgehungs-(By-passf-) Ventil 18 eingesetzt, das von Hand zu betätigen ist, so daß eine einzige Bedienungsperson das System einregeln kann, sollten die Kolben über die Steuerung vom Ventil 10 hinaus aus der Synchronisation ausbrechen. Dieser Fall kann beispielsweise eintreten, wenn an einem der Kolben eine statische Leckage vorhanden ist oder wenn Luft in einen der oder beide Kolben einsickert.

Es ist auch erwünscht, eine ausreichende Länge für das Seil 17 vorzusehen, um einen Vorrat auf der Trommel l6 zu haben, so daß ein Seilbruch verhindert wird, wenn die Kolben über die Steuerung vom Ventil 10 hinaus aus der Synchronisation ausbrechen.

Gewisee Abänderungen der bevorzugten Ausführungsform sind natürlich möglich; beispielsweise könnten die Durchflußkanäle im Rotor in einer seiner Flächen ausgebildet sein, anstatt sich radial durch ihn zu ziehen, und in diesem Fall müßte natürlich der Ventilkörper entsprechend ausgestaltet werden.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

1.j Hydraulische Steueranordnung zur Synchronisation des Aus- und Einfahrens von zwei Stellantrieben, gekennzeichnet durch ein den hydraulischen Stellantrieben (li, 12) zugeordnetes Steuerventil (10) mit einein iiinlail- und Auslaßöffnungen (13a bis l"5e) für die den Betrieb der Stellantriebe beeinflussende Hydraulikflüssigkeit aufweisenden Ventilkörper ( 1 "5) , in dem ein liotor (lk) mit die Einlaß- und Aus laßö ff nun jr en (15a bis 13e) des Ventilkörpers untereinander verbindenden Durchflußkanä-len (15) angeordnet ist, durch eine unter Federspannung stehende, mit dein iiotor (l4) verbundene sowie drehbare Rückholtrommel (l6) und durch ein mit seinem einen Ende um die Trommel gcwikkeltes, mit seinem anderen Ende an einem der Stellantriebe (11, 12) oder an beiden befestigbares Seil (17), das bei Ausfall der Sychronisation der Stellantriebe von der Trommel (l6) abläuft oder sich auf dieser aufwickelt und diese sowie den Rotor (l4) zur Änderung

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ORIGINAL INSPECTED

der Flüssigkeitsströmung zu oder von den Stellantrieben sowie zur Wiederherstellung deren Synchronisation dreht.

2. Steueranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaß- und Auslaßöffnungen (13a bis ijje) des Ventilkörpers rund um den Außenumfang des Motors (Ik) angeordnet sind und mit radial am itotor auslaufenden Durchflußkanälen (15) zusammenarbeiten,

"). Steueranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei diametral den iiotor (l4) durchsetzende und in dessen Mitte sich schneidende Durchflußkanäle (15) vorhanden sind.

km steueranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulischen Stellantriebe (11, 12.) Hydraulikkolben sind.

5· Steueranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den hydraulischen Stellantrieben (11, 12) ein Umgehungsventil (l8) angeordnet ist, das im Fall des Ausbrechens der Synchronisation über die Steuerung vom Steuerventil (10) hinaus eine ivTieder-Synchronisation herstellt.

6. Steueranordnung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß das Umgehungsventil (l8) von Hand betätigbar ist.

7. Steueranordnung für einen Teleskop-Kranausleger mit einem inneren, mittleren sowie äußeren Teil, die zur Einstellung der Auslegerlänge ineinander verschiebbar sind, wobei dem inneren sowie mittleren Teil und dem mittleren sowie äußeren Teil je ein eigener hy-

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draulischer Stellantrieb zugeordnet sind, gekennzeichnet durch ein Steuerventil (10) für die beiden Stellantriebe (11, 12) mit einem Einlaß- und Auslaßöffnungen (l3a bis 13e) für die den Betrieb der Stellantriebe beeinflussende Hydraulikflüssigkeit aufweisenden Ventilkörper (13), durch einen im Ventilkörper drehbaren, miteinander verbundene sowie mit den Einlaß- und Auslaßöffnungen (13a bis 13e) des Ventilkörpers in Verbindung stehende Durchflußkanäle (15) aufweisenden Rotor ( Ik) , durch eine mit dem Rotor verbundene und mit diesem drehbare, unter Federspannung stehende .Rückholtroramel (l6) und durch ein Seil (1?), dessen eines Ende um die Rückholtrommel gewickelt sowie an dieser befestigt ist und dessen anderes Ende um eine am mittleren Teil (24) angebrachte Laufrolle (28) führt sowie am äuße ren Teil (2-6) befestigt ist, und das bei Ausfall der Synchronisation der Stellantriebe (11, 12) die Trommel sowie den Rotor zur Änderung der Flüssigkeitsströmung zu oder von den Stellantrieben sowie zur V/iederhersteilung deren Synchronisation dreht.

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