DE3404190C2

DE3404190C2 -

Info

Publication number: DE3404190C2
Application number: DE19843404190
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl.-Ing. 8770 Lohr-Rodenbach De Neumann
Original assignee: Mannesmann Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1984-02-07
Filing date: 1984-02-07
Publication date: 1988-03-24
Also published as: DE3404190A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung für eine von einer hydrostatischen Antriebsmaschine mit ver änderlichem Verdrängungsvolumen angetriebene Winde gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a safety device for one of a hydrostatic drive machine with ver variable displacement driven winch according to the Preamble of claim 1.

Dabei ist eine von einem Motor angetriebene hydrostatische Maschine als Primäreinheit mit der hydrostatischen Maschine als Sekundäreinheit zusammengeschaltet. Während das Verdrän gungsvolumen der Primäreinheit so eingestellt wird, daß stets ein eingeprägter Betriebsdruck aufrechterhalten bleibt, die Verstellung der Primäreinheit also druckab hängig erfolgt, und der Betrieb druckgeregelt erfolgt wird über das Verdrängungsvolumen der Sekundäreinheit die Drehzahl eingestellt, mit der die Winde angetrieben werden soll. Bei solchen sekundär gere gelten Windenantrieben ist der Wirkungsgrad sehr hoch, da die Wärmeverluste insbesondere beim Senken der Last außer ordentlich gering sind. Beim Senken der Last arbeitet die Antriebsmaschine als Pumpe und fördert das Arbeitsmittel zur Primäreinheit zurück. Darüber hinaus kann mit diesem Arbeitsmittel ein Speicher geladen werden, der das Arbeits mittel anschließend zum Heben einer Last wieder in die Betriebsleitung einspeist.There is a hydrostatic machine driven by a motor as the primary unit with the hydrostatic machine as Secondary unit interconnected. During the crowding out supply volume of the primary unit is set so that always maintain an impressed operating pressure remains, so the adjustment of the primary unit is printable pending, and the operation is pressure controlled via the displacement of the Secondary unit set the speed at which the Winch to be driven. With such secondary ones apply winch drives, the efficiency is very high because the heat losses especially when lowering the load are neatly small. The works when the load is lowered Drive machine as a pump and conveys the work equipment back to the primary unit. In addition, with this Work equipment can be loaded into a memory that does the work medium then to lift a load back into the Plant management feeds.

Ein derartiger Windenantrieb ist aus "Ölhydraulik und pneumatik" 25 (1981) Nr. 3 S. 193, 194 bekannt.Such a winch drive is from "oil hydraulics and pneumatics" 25 (1981) No. 3 pp. 193, 194.

Bei Druckausfall oder einem fehlerhaften Arbeiten des Windenantriebs läßt sich eine hydraulisch betätigbare mechanische Bremse vorsehen, mit der die Last im Notfall abgebremst werden kann, um ein Durchsacken der Last an der Winde zu vermeiden.In the event of a loss of pressure or if the Winch drive can be operated hydraulically provide mechanical brake with which the load in an emergency can be braked to prevent the load from sagging to avoid the winds.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Sicherheits einrichtung der vorgenannten Gattung in der Weise zu verbessern und auszugestalten, daß ein sicheres Halten der Last bei sekundär geregelten Windenantrieben trotz einfachen Aufbau gewährleistet ist.The invention has for its object the security to improve the establishment of the aforementioned type and design that a safe holding of the load with secondary controlled winch drives despite simple structure is guaranteed.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeich nenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale ge löst. This object is the in the characterizing ning part of claim 1 specified features ge solves.

Bricht der Betriebsdruck zusammen bzw. wird der einge stellte Betriebsdruck in gefährlichem Maße unterschritten, so wird sofort hydraulisch die im normalen Betrieb abge sperrte Verbindung zwischen dem Druckspeicher und dem Ver stellzylinder der Antriebsmaschine hergestellt, so daß das Verstellorgan der Antriebsmaschine von dem im Speicher gespeicherten Druckmittel in die maximale Schwenkstellung verstellt wird, in der die Antriebsmaschine auf maximales Verdrängungsvolumen eingestellt wird. In dieser Stellung ist die Arbeitsmaschine in der Lage, den zum Halten der Last erforderlichen Druck aufzubauen. Außerdem wird beim Unterschreiten des Betriebsdruckes das in der Druckleitung vorgesehene Rückschlagventil gesperrt, so daß das Strö mungsmittel aus der Antriebsmaschine nicht abströmen kann. Dabei ist das Rückschlagventil vorzugsweise unmittelbar an der Antriebsmaschine angebaut und ist in dem Anschluß der Maschine vorgesehen, durch den die Maschine beim An hängen einer Last als Pumpe Arbeitsmittel zurück in die Leitung drücken würde.If the operating pressure breaks down or is switched on set the operating pressure to a dangerous level, so the hydraulic in normal operation is immediately abge blocked connection between the pressure accumulator and the Ver adjusting cylinder of the engine manufactured so that the actuator of the engine from that in memory stored pressure medium in the maximum swivel position is adjusted in which the prime mover to maximum Displacement volume is set. In this position the working machine is able to hold the Build up the required pressure. In addition, at Falling below the operating pressure in the pressure line provided check valve blocked so that the flow medium cannot flow out of the drive machine. The check valve is preferably immediate attached to the engine and is in the connector provided by the machine, through which the machine when on hang a load as a pump back into the work equipment Would press line.

Als zusätzliche Sicherheitsmaßnahme kann auch eine an sich bekannte hydraulische Bremse für die Winde vorgesehen sein.As an additional security measure, one in itself known hydraulic brake can be provided for the winch.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. So sind gemäß Patentan spruch 2 zusätzliche elektrisch ansteuerbare Wegeventile vorgesehen, die bei Stromausfall den Speicher mit dem Ver stellzylinder verbinden und das Rückschlagventil sperren.Advantageous embodiments of the invention are in the Subclaims marked. According to Patentan say 2 additional electrically controllable directional valves provided that the memory with the Ver Connect the actuator cylinder and lock the check valve.

Als Steuerdruck zur Betätigung der Ventile in der Sicher heitsschaltung kann entweder der Betriebsdruck und/oder ein dem Betriebsdruck proportionaler Steuerdruck dienen.As control pressure for actuating the valves in the safety Either the operating pressure and / or serve a control pressure proportional to the operating pressure.

Ferner muß der Druckspeicher im Betrieb stets mit der Betriebsdruckleitung verbunden sein, um ständig aufgeladen werden zu können.Furthermore, the pressure accumulator must always be in operation with the Operating pressure line connected to constantly charged to be able to.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an hand der einzigen Figur der Zeichnung näher erläutert, in der ein sekundär geregelter Windenantrieb mit Sicherheits schaltung schematisch dargestellt ist.An embodiment of the invention is below hand of the single figure of the drawing explained in more detail which is a secondary controlled winch drive with safety circuit is shown schematically.

Eine hydrostatische Maschine 1 mit veränderlichem Verdrän gungsvolumen wird von einem Motor 2 angetrieben und ist über eine Verbindungsleitung 3 mit einer zweiten hydro statischen Maschine 4 mit veränderlichem Verdrängungsvolu men verbunden, die als Antriebsmaschine zum Antrieb einer Winde 5 über ein Getriebe 6 dient. Über eine Leitung 7 wird der hydraulische Kreislauf vervollständigt.A hydrostatic machine 1 with variable displacement volume is driven by a motor 2 and is connected via a connecting line 3 to a second hydrostatic machine 4 with variable displacement volume, which serves as a drive machine for driving a winch 5 via a transmission 6 . The hydraulic circuit is completed via a line 7 .

Die Maschine 1 wird druckgeregelt, um einen bestimmten ein geprägten Betriebsdruck in der Verbindungsleitung 3 auf rechtzuerhalten. Hierzu ist an die Verbindungsleitung 3 eine Druckmeßdose 8 angeschlossen, die ein Istwertsignal bildet, das in einem Regler 9 mit einem eingestellten Sollwert signal verglichen wird. Der Regler ist mit einer Treiber stufe 10 verbunden, welche ein Servoventil 11 betätigt, das die Druckmittelwege zwischen einem Verstellzylinder 12 der Maschine 1 und einer Druckmittelquelle P bzw. dem Tank steuert. Je nach Druckbeaufschlagung des Verstellzylinders 12 wird das Verstellorgan 13 der Maschine 1 und damit deren Schwenkwinkel und Verdrängungsvolumen verstellt. Der Druck P kann beispielsweise in einer nicht dargestellten, eben falls von der Maschine 2 angetriebenen Hilfspumpe erzeugt werden.The machine 1 is pressure-controlled in order to maintain a specific operating pressure in the connecting line 3 . For this purpose, a pressure transducer 8 is connected to the connecting line 3 , which forms an actual value signal which is compared in a controller 9 with a setpoint value signal. The controller is connected to a driver stage 10 , which actuates a servo valve 11 , which controls the pressure medium paths between an adjusting cylinder 12 of the machine 1 and a pressure medium source P or the tank. Depending on the pressurization of the adjusting cylinder 12 , the adjusting member 13 of the machine 1 and thus its swivel angle and displacement volume are adjusted. The pressure P can be generated, for example, in an auxiliary pump, not shown, if it is driven by the machine 2 .

Die Einstellung des Schwenkwinkels und damit des Hubvolu mens der Antriebsmaschine 4 erfolgt drehzahlabhängig. Hier zu ist ein Tachogenerator 15 vorgesehen, dessen der Dreh zahl entsprechendes Istwertsignal in einem Regler 16 mit einem Sollwert verglichen wird. An den Regler 16 eine Treiberstufe 17 angeschlossen, mit der das Servoventil 18 zur Steuerung der Druckmittelwege zwischen dem Verstell zylinder 19 der Antriebsmaschine 4 und eine Druckmittel quelle P bzw. dem Tank steuerbar ist. Auf diese Weise kann die gewünschte Drehzahl der Winde eingestellt werden.The setting of the swivel angle and thus the Hubvolu men of the engine 4 takes place depending on the speed. A tachometer generator 15 is provided here, the speed of the actual value signal corresponding to the speed is compared in a controller 16 with a target value. A driver stage 17 is connected to the controller 16 , with which the servo valve 18 for controlling the pressure medium paths between the adjusting cylinder 19 of the drive machine 4 and a pressure medium source P or the tank can be controlled. In this way, the desired speed of the winch can be set.

Beim Auftreten von Fehlern in dem Antrieb, sei es, daß die den Betriebsdruck führenden Leitungen undicht werden, in den Leitungen zwischen den beiden Maschinen 1 und 4 vorge sehene Schlauchverbindungen undicht werden oder platzen, die Maschinen selbst einen Schaden erleiden, oder sei es, daß die zur Betätigung der Servoventile erforderliche Span nung ausfällt oder die Regler oder Servoventile nicht ord nungsgemäß arbeiten, so muß unter allen Umständen sicherge stellt sein, daß die an der Winde 5 angehängte Last gehal ten wird und nicht durchsackt. Es muß also dafür gesorgt werden, daß in der Maschine 4 der zum Halten der Last er forderliche Druck aufgebaut wird. Dies erfolgt durch die nachstehend geschilderte Sicherheitseinrichtung, die dafür sorgt, daß im Notfall der Verstellzylinder 19 der Antriebs maschine 4 so verstellt wird, daß diese auf den maximalen Schwenkwinkel, also auf maximales Verdrängungsvolumen einge stellt wird, und daß ferner die Verbindungsleitung 3 über ein in der Leitung vorgesehenes entsperrbares Rückschlag ventil 20 abgesperrt wird. Somit kann sich der zum Halten der Last erforderliche Druck aufbauen.If errors occur in the drive, be it that the lines carrying the operating pressure are leaking, hose connections provided between the two machines 1 and 4 are leaking or bursting, the machines themselves are damaged, or it is that the voltage required to actuate the servo valves fails or the controller or servo valves do not work properly, it must be ensured under all circumstances that the load attached to the winch 5 is held and not sagged. It must therefore be ensured that the necessary pressure to hold the load is built up in the machine 4 . This is done by the safety device described below, which ensures that, in an emergency, the adjusting cylinder 19 of the drive machine 4 is adjusted so that it is set to the maximum swivel angle, that is, to the maximum displacement, and that the connecting line 3 via a in the line provided unlockable check valve 20 is shut off. The pressure required to hold the load can thus build up.

Die Sicherheitseinrichtung besteht aus einem hydraulischen Druckspeicher 22, der über ein Rückschlagventil 23 und ein Druckreduzierventil 24 und eine Steuerdruckleitung 25 vom Arbeitsmittel in der Verbindungsleitung 3 ständig geladen wird. Zur Druckbeanspruchung im Speicher 23 ist ein Druckbe grenzungsventil 26 vorgesehen.The safety device consists of a hydraulic pressure accumulator 22 which is constantly charged by the working medium in the connecting line 3 via a check valve 23 and a pressure reducing valve 24 and a control pressure line 25 . A pressure limiting valve 26 is provided for pressure loading in the accumulator 23 .

Der Druckspeicher 22 ist mit dem Verstellzylinder 19 über zwei zueinander parallel liegende Wegeventile 28 und 29 verbunden. Das Wegeventil 28 ist hydraulisch vom Steuer druck betätigbar, wobei es sich um den im Druckreduzier ventil 24 verringerten Betriebsdruck handelt. Das Wegeven til 29 ist elektrisch betätigbar. Solange der Betriebsdruck in der Verbindungsleitung 3 einen bestimmten Wert über schreitet, wird vom Steuerdruck das Wegeventil 28 so ge schaltet, daß es die Verbindung zwischen dem Speicher 22 und dem Verstellzylinder 19 unterbricht. Ebenfalls wird durch die elektrische Ansteuerung des Wegeventils 29 sicher gestellt, daß bei anstehender Spannung ebenfalls die Ver bindung zwischen dem Verstellzylinder 19 und dem Speicher 22 unterbrochen ist.The pressure accumulator 22 is connected to the adjusting cylinder 19 via two directional valves 28 and 29 lying parallel to one another. The directional control valve 28 can be operated hydraulically by the control pressure, which is the reduced operating pressure in the pressure reducing valve 24 . The Wegeven til 29 is electrically operated. As long as the operating pressure in the connecting line 3 exceeds a certain value, the directional control valve 28 is switched by the control pressure so that it interrupts the connection between the memory 22 and the adjusting cylinder 19 . It is also ensured by the electrical control of the directional control valve 29 that the connection between the adjusting cylinder 19 and the memory 22 is also interrupted when voltage is applied.

Unterschreitet dagegen der Betriebsdruck in der Leitung 3 einen vorbestimmten Wert, so verringert sich auch der Steuerdruck am Wegeventil 28, das darauf in die in der Figur dargestellte Stellung umschaltet und den Speicher 22 mit dem Verstellzylinder 19 verbindet, so daß die Maschine 4 auf den vollen Schwenkwinkel verstellt wird. Bei Stromausfall da gegen schaltet das Wegeventil 29 in die dargestellte Lage um und verbindet ebenfalls den Speicher 22 mit dem Verstell zylinder 19.If, on the other hand, the operating pressure in the line 3 falls below a predetermined value, the control pressure at the directional control valve 28 also decreases, which then switches over to the position shown in the figure and connects the accumulator 22 to the adjusting cylinder 19 , so that the machine 4 is at full capacity Swivel angle is adjusted. In the event of a power failure, the directional control valve 29 switches to the position shown and also connects the accumulator 22 to the adjusting cylinder 19 .

Der Steueranschluß 30 des Rückschlagventils 20 ist über ein weiteres Wegeventil 31 mit der Steuerdruckleitung 25 ver bunden. Das Wegeventil 31 ist elektrisch betätigbar, so daß der Steueranschluß 30 mit der Steuerdruckleitung 25 verbun den wird, um das Rückschlagventil 20 zu entsperren, wenn elektrische Spannung am Wegenventil 31 ansteht. Fällt der Druck in der Leitung 3 unter einem vorbestimmten Wert ab, so verringert sich auch der Druck am Steueranschluß 30 und das Rückschlagventil sperrt. Bei Stromausfall dagegen schaltet das Wegeventil 31 in die dargestellte Lage um, wodurch der Steueranschluß 30 mit dem Tank T verbunden wird, so daß ebenfalls das Rückschlagventil 20 sperrt.The control connection 30 of the check valve 20 is connected via a further directional valve 31 to the control pressure line 25 . The directional control valve 31 can be actuated electrically, so that the control connection 30 is connected to the control pressure line 25 in order to unlock the check valve 20 when voltage is applied to the directional control valve 31 . If the pressure in line 3 drops below a predetermined value, the pressure at control connection 30 also decreases and the check valve blocks. In the event of a power failure, on the other hand, the directional control valve 31 switches into the position shown, whereby the control connection 30 is connected to the tank T , so that the check valve 20 also blocks.

Soll in Notfällen der Windenantrieb von Hand ausgeschaltet werden, so braucht bloß die Spannung für die Wegeventile 29 und 31 abgeschaltet zu werden, so daß diese in die dar gestellte Lage umschalten, wodurch der Speicher 22 mit dem Verstellzylinder 19 verbunden wird und das Rückschlagventil 20 gesperrt wird. Andererseits kann der Windenantrieb nur ordnungsgemäß in Betrieb genommen werden, wenn beim Anfah ren die Wegeventile 29 und 31 elektrisch umgeschaltet wer den.Should the winch drive be switched off by hand in an emergency, then the voltage for the directional control valves 29 and 31 only needs to be switched off, so that they switch into the position shown, whereby the memory 22 is connected to the adjusting cylinder 19 and the check valve 20 is blocked becomes. On the other hand, the winch drive can only be put into operation properly if the directional control valves 29 and 31 are electrically switched over when starting.

Claims

1. Safety device for a winch driven by a hydrostatic drive machine with a variable displacement volume, an adjusting cylinder being provided for stroke adjustment of the drive machine depending on the speed, with a second hydrostatic machine with variable displacement volume, which is driven and hydraulically connected to the drive machine is and whose adjusting organ is adjustable by the hydraulic pressure in the connecting line between the two machines, characterized in that a pressure accumulator ( 22 ) is connected to the adjusting cylinder ( 19 ) of the drive machine ( 4 ) via a directional valve ( 28 ) and in the connection line ( 3 ) a check valve ( 20 ) is provided that from a pressure in the connecting line ( 3 ) corresponding control pressure, the directional valve ( 28 ) can be switched over and the check valve ( 20 ) can be unlocked, the directional valve ( 28 ) separating the memory and the Rückschlagv entil ( 20 ) is unlocked when the control pressure exceeds a predetermined value, and the directional valve ( 28 ) connects the memory ( 22 ) to the adjusting cylinder ( 19 ) and the check valve ( 20 ) blocks when the predetermined value of the control pressure is undershot .

2. Safety device according to claim 1, characterized in that between the memory ( 22 ) and the Ver adjusting cylinder ( 19 ) parallel to the directional control valve ( 28 ), a second directional valve ( 29 ) and between the control connection ( 30 ) of the check valve ( 20 ) and the Steuerdrucklei device ( 25 ) a third directional control valve ( 31 ) is arranged, the second ( 29 ) and third directional control valve ( 31 ) are electrically operable and switch to a position in the event of a power failure in which the memory ( 22 ) with the adjusting cylinder ( 19 ) connected and the control connection ( 30 ) for blocking the return check valve ( 20 ) is blocked.

3. Safety device according to claim 1 or 2, characterized in that the pressure accumulator ( 22 ) is connected to the control pressure line ( 25 ).

4. Safety device according to one of claims 1 to 3, characterized in that a pressure reducing valve ( 24 ) is provided in the control pressure line ( 25 ) upstream of the pressure accumulator ( 22 ) and the directional valve ( 28 ).

5. Safety device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the check valve ( 20 ) with the operating pressure in the connecting line ( 3 ) can be locked ent.