DE3408421A1 - DEVICE DAMPING DEVICE - Google Patents

DEVICE DAMPING DEVICE

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Wolf Dipl.-Ing. 2300 Kiel Schneider
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Caterpillar Motoren GmbH and Co KG
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Krupp Mak Maschinenbau GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/22—Other details, e.g. assembly with regulating devices for accelerating or decelerating the stroke
    • F15B15/224—Other details, e.g. assembly with regulating devices for accelerating or decelerating the stroke having a piston which closes off fluid outlets in the cylinder bore by its own movement

Description

Krupp MaK Maschinenbau GmbH 3Λ08 A2Krupp MaK Maschinenbau GmbH 3Λ08 A2

R. 886R. 886

Anmelderin: Krupp MaK Maschinenbau GmbH Falckensteiner Straße 2-4 2300 Kiel 17 Applicant: Krupp MaK Maschinenbau GmbH Falckensteiner Strasse 2-4 2300 Kiel 17

Einrichtung zur EndlagendämpfungDevice for end position cushioning

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Endlagendämpfung für über hydraulische Zylinder betriebene Schwenkwerke von Arbeitsgeräten, wie Kräne und Baggerarme, bei denen zwei Zylinder an-gegeneinander versetzten Positionen eines Schwenkantriebskreises angreifen.The invention relates to a device for end position damping for hydraulic cylinders operated Slewing mechanisms of work equipment, such as cranes and excavator arms, in which two cylinders are against each other attack offset positions of a swivel drive circuit.

Bei diesen bekannten Schwenkantrieben mit Linearantrieb durch hydraulische Zylinder hat jeweils ein Zylinder einen ausreichend großen wirksamen Hebelarm, wenn der andere Zylinder in einer Totpunktstellung steht. Die Antriebsaufgäbe wird natürlich auch gelöst, wenn beide Zylinder bzw. die zugehörigen Kolbenstangen an der gleichen Position des Schwenkantriebskreises angelenkt sind, aber aus unterschiedlichen Richtungen wirken. Bei Schwenkwerken dieserIn these known rotary actuators with linear drive by hydraulic cylinders, each has a Cylinder has a sufficiently large effective lever arm when the other cylinder is in a dead center position stands. The drive task is of course also solved, if both cylinders or the associated piston rods are in the same position of the swivel drive circuit are hinged, but act from different directions. With slewing mechanisms this

Art wird das gedämpfte Einlaufen in die Endlage des Schwenkbereiches gemäß dem Stand der Technik in der Weise gelöst, daß der Ölrückfluß von einem oder beiden Zylindern durch Drosselventile vermindert wird, die durch Schaltnocken bzw. elektrische Positionsschalter am Schwenkantriebskreis aktiviert werden, da ,nur hier die Absolutinformation vorliegt, ob das Schwenkwerk sich in der einen oder anderen Endlage befindet, so daß der entsprechende Rücklauf gedrosselt werden kann. Zusätzlich wird angestrebt in jeder Endposition nur den Zylinder mit dem größeren wirksamen Hebelarm zu drosseln und den jeweils anderen Zylinder nicht zu beeinflussen, um unnötige Lagerkräfte zu vermeiden. Art is the dampened entry into the end position of the swivel range according to the prior art solved in such a way that the oil return from one or both cylinders is reduced by throttle valves is controlled by switching cams or electrical position switches on the rotary actuator circuit be activated, because the absolute information is only available here as to whether the slewing mechanism is in the one or other end position so that the corresponding return can be throttled. Additionally The aim is to only use the cylinder with the larger effective lever arm in each end position to throttle and not to influence the other cylinder in order to avoid unnecessary bearing forces.

Derartige Einrichtungen erfordern eine genaue Positionierung von Schaltnocken und Schaltern auf dem Schwenkkreis und sind mit entsprechendem Bauaufwand an der Schnittstelle Hydraulik/Mechanik verbunden. Außerdem tritt hierbei ein Sicherheitsrisiko ein, daß bei ungenauer Positionierung der Schaltelemente die Endlagendämpfung nicht wirksam wird.Such devices require precise positioning of switch cams and switches the swivel circle and are at the interface hydraulics / mechanics with corresponding construction effort tied together. In addition, there is a safety risk that if the positioning is inaccurate Switching elements the end position cushioning is not effective.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Einrichtung zu schaffen, die eine Dämpfung mit geringem Aufwand unter Vermeidung eines Sicherheitsrisikos ermöglicht und eine Ansteuerung ohne genaue Voreinstellung.bzw. ,Positionierung der Steuerelemente gewährleistet.The object of the invention is to create a device of the generic type that provides damping with little effort while avoiding a safety risk and control without exact presetting or , Positioning of controls guaranteed.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß die zu dämpfende Seite des Zylinders in seinem Endbereich eine durch den Kolben verschließbare Verbindungsleitung des HydrauliksystemsThis object is achieved according to the invention in that the end of the side of the cylinder to be damped can be closed by the piston Connection line of the hydraulic system

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und eine weitere freibleibende Verbindungsleitung mit einem Drosselventil aufweist, wobei parallel zum Drosselventilr-ein den Abfluß aus dem Zylinder sperrendes Rückschlagventil angeordnet ist.and has a further free connecting line with a throttle valve, wherein in parallel to the throttle valve-in the outflow from the cylinder blocking check valve is arranged.

Hierdurch wird die Dämpfungsfunktion vollständig in die Zylinder verlegt.This means that the damping function is completely relocated to the cylinders.

Zur Verbesserung wird vorgeschlagen, daß die Rückschlagventile in Abhängigkeit der Totpunktlage der Zylinder über einen Steuernocken am Schwenkantriebskreis durch Steuerelemente in der Weise entsperrbar sind, daß jeweils das Rückschlagventil für den Zylinder mit dem größeren wirksamen Hebelarm - nachlaufender Zylinder gesperrt bleibt. Hierbei 'wird lediglich ein grobes Umschaltsignal erforderlich, das anzeigt auf welcher Seite des Totpunktes sich das Schwenkwerk befindet und damit das Signal gibt, welches Rückschlagventil entsperrt werden soll. Der Vorteil dieser Anordnung ist es, daß bei Störungen durch das nicht völlige Durchschalten des Ventils oder bei einem Versagen, immer beide Zylinder gedämpft werden und somit kein Sicherheitsrisiko besteht.To improve it is proposed that the check valves depending on the dead center of the Cylinder can be unlocked via a control cam on the swivel drive circuit by control elements in such a way that each the check valve for the cylinder with the larger effective lever arm - the trailing cylinder blocked remain. All that is required here is a coarse switchover signal, which indicates which Side of the dead center is the swivel mechanism and thus gives the signal which check valve should be unlocked. The advantage of this arrangement is that in the event of interference from the not complete Switching through the valve or in the event of a failure, both cylinders are always dampened and therefore none There is a security risk.

Eine weitere Ausführungsform besteht erfindungsgemäß darin, daß der Kolben ein über Federn angeordnetes vorgeschaltetes Sperrelement trägt, das mit einer stirnseitigen Steuerkammer des Zylinders als Abschluß zusammenwirkt und an die Steuerkammer die zu verschließende Verbindungsleitung angeschlossen ist.A further embodiment according to the invention consists in that the piston is arranged via springs upstream locking element carries that with an end control chamber of the cylinder as Completion cooperates and connected to the control chamber, the connecting line to be closed is.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:Exemplary embodiments of the invention are shown schematically in the drawing. Show it:

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Schwenkwerk,Fig. 1 is a plan view of a swivel mechanism,

COPVCOPV

Fig. 2 eine Prinzipschaltungsanordnung,2 shows a basic circuit arrangement,

" Fig. 3 einen Zylinder mit einer weiteren Aus'führüngsform einer Steuereinrichtung. 3 shows a cylinder with a further embodiment of a control device.

Bei der dargestellten-Ausbildung befindet sich auf einer Trägerplattform 1 ein Arbeitsgerät 2, das um einen Drehpunkt~~iir~mit~einem Schwenkbereich 4 von der einen Endlage in eine Endlage 21 verstellbar ist. Der Schwenkbereich k umfaßt nur einen Teil des Vollkreises, weil beispielsweise der Bedienplatz 5 aus Sicht- und Bedienungsgründen über die Schwenkebene des Arbeitsgerätes 2 hinausragt.In the embodiment shown, a working device 2 is located on a carrier platform 1 and can be adjusted about a pivot point with a pivoting range 4 from one end position to an end position 2 1 . The swivel range k covers only part of the full circle because, for example, the operator station 5 protrudes beyond the swivel plane of the implement 2 for reasons of visibility and operation.

Die Schwenkbewegung wird durch zwei Hydraulikzylinder 6 und 7 bewirkt. Die Zylinder 6,7 sind beispielsweise an einem gemeinsamen Stütz- und Drehbolzen 8 mit der Trägerplattform 1 verbunden. Die zugeordneten Kolbenstangen sind versetzt an den Punkten 9 und 10 des Schwenkantriebskreise 11 für das Arbeitsgerät 2 angelenkt. Durch diese Anordnung erreichen beide Zylinder 6,7 bei unterschiedlichen Schwenkwinkeln den inneren Totpunkt, bei dem die Kolben 21,22 ganz in die Zylinder 6,7 eingefahren sind, und durch winkelabhängige Umschaltung der Zylinder 6,7 ist das Überfahren des Totpunktes möglich.The pivoting movement is brought about by two hydraulic cylinders 6 and 7. The cylinders 6,7 are for example connected to the carrier platform 1 at a common support and pivot pin 8. The assigned Piston rods are offset at points 9 and 10 of the swivel drive circuit 11 for the implement 2 hinged. As a result of this arrangement, both cylinders reach 6.7 at different pivot angles the inner dead center, at which the pistons 21, 22 are completely retracted into the cylinders 6, 7, and by angle-dependent ones Switching over of the cylinders 6, 7, it is possible to pass the dead center.

Beim Anfahren der Endlagen des Arbeitsgerätes hat der jeweils nachlaufende Zylinder (6 in der Endlage 2, 7' in Endlage 2') den größten wirksamen Hebelarm. Eine Endlagendämpung muß also zweckmäßigerweise an diesen Zylindern wirksam werden.When approaching the end positions of the implement, the following cylinder (6) is in the end position 2, 7 'in end position 2') the largest effective lever arm. End-position cushioning must therefore expediently be activated these cylinders take effect.

Dieses wird, wie in Fig. 2 dargestellt, dadurch erzeugt, daß die Zylinder 6 und 7 auf den den Dämpfungs-This is, as shown in Fig. 2, generated in that the cylinders 6 and 7 on the damping

druck aufbauenden Seiten 12 und 13 mit je zwei Verbindungsleitungen 14, 15 und 16, 17 versehen sind, die in Leitungen-18f 19 münden. Die Verbindungsleitungen 14 und 16 werden im Endbereich 20 des Kolbenweges von den Kolben 21, 22 abgesperrt, so daß das öl nur noch über'die Verbindungsleitungen 15, 17 mit eingebauten Drosselventilen 23, 24 entweichen kann, so lange parallel dazu liegende Rückschlagventile 25,26 nicht entsperrt sind.pressure-building sides 12 and 13 are each provided with two connecting lines 14, 15 and 16, 17 which open into lines 18f 19. The connecting lines 14 and 16 are in the end region 20 of the piston stroke of the piston 21, blocked 22 so that the only oil on 'the verb indungsleitungen 15, 17 can escape with built-in flow control valves 23, 24, so long lying parallel to the check valves 25, 26 are not unlocked.

Im dargestellten Fall, gemäß Fig. 1, besitzt der vorlaufende Zylinder 7 einen ungünstig kleinen wirksamen Hebelarm, so daß hier die Drosselwirkung möglichst aufgehoben werden soll.In the case shown, according to FIG. 1, the leading cylinder 7 has an unfavorably small effective one Lever arm, so that the throttling effect should be canceled here as much as possible.

Dieses wirdThis will

durch Entsperren des Rückschlagventils 26 erreicht. Beide Kolben 21,22 laufen weiter, bis der Kolben des nachlaufenden Zylinders 6 die Verbindungsleitung 14 abdeckt. Nun kann das öl nur über die Drossel 23 entweichen, weil das Rückschlagventil 25 geschlossen bleibt und die Endlagendämpfung ist wirksam. achieved by unlocking the check valve 26. Both pistons 21, 22 continue to run until the piston of the trailing cylinder 6 covers the connecting line 14. Now the oil can only use the throttle 23 escape because the check valve 25 remains closed and the end position damping is effective.

Die Entsperrung der Rückschlagventile 25, 26 erfolgt zweckmäßigerweise hydraulisch über Leitungen 27, 28 und einem 4/2-Wegeventil 29, das in der Ruhestellung das Rückschlagventil 26 mit einer Druckleitung 30 verbindet und entsperrt. Sensiert ein Schalter 31 über einen Nocken 32 den Wechsel des Arbeitsgerätes 2 über den inneren Totpunkt hinaus in den Bereich der anderen Endlage 2', dann wird das Ventil 29 über einen Magneten 33 in die andere Position umgeschaltet, so daß Jetzt das Rückschlagventil 25 entsperrt ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß Jeweils der Zylinder (6,7) mitThe check valves 25, 26 are unlocked expediently hydraulically via lines 27, 28 and a 4/2-way valve 29, which in the rest position the check valve 26 connects to a pressure line 30 and unlocks. Senses one Switch 31 via a cam 32 allows the implement 2 to be changed beyond the inner dead center in the area of the other end position 2 ', then the valve 29 is via a magnet 33 in the other Switched position so that now the check valve 25 is unlocked. In this way it is achieved that in each case the cylinder (6,7) with

dem größeren wirksamen Hebelarm, d.h. der nachlaufende Zylinder, die Endlagendämpfung ausübt. Der zu dämpfende Bereich wird durch die konstruktive Auslegung eindeutig festgelegt, so daß in dem jeweils vorlaufenden Zylinder 6 bzw. 7 keine unzulässigen Kräfte aufgebaut werden.the larger effective lever arm, i.e. the trailing cylinder that exercises the end position damping. Of the The area to be damped is clearly defined by the structural design, so that in each case forward cylinder 6 or 7 no impermissible forces are built up.

Die Anordnung hat den Vorteil, daß selbst bei Ausfall der Druckölversorgung 30 für den Entsperrvorgang oder bei Versagen der Umschaltung an Ventil 29 die Endlagendämpfung in ausreichendem Maße wirksam bleibt.The arrangement has the advantage that even if the pressure oil supply 30 fails for the unlocking process or if the switchover at valve 29 fails, the end position damping is sufficiently effective remain.

Gemäß Fig. 3 ist schließlich ein Hydraulikzylinder 34 mit beiden Verbindungsleitungen 35, 36 dargestellt, bei dem die freie Verbindungsleitung 35 nicht durch den Hydraulikkolben 37 selbst, sondern über ein mit einer Feder 38 an dem Kolben befestigten und vorgeschalteten Sperrelement 39 gesteuert wird. Hierbei taucht das Sperrelement 39 in einen entsprechenden Ringraum 40 ein* Das weitere. Ausfahren des.' bens 37 ist damit nur über die" Däispfungsdrossel '41 oder das entsperrte Rückschlagventil 42 möglich.According to FIG. 3, a hydraulic cylinder 34 with two connecting lines 35, 36 is finally shown, in which the free connecting line 35 is not controlled by the hydraulic piston 37 itself, but by a locking element 39 attached to the piston with a spring 38 and connected upstream. Here, the blocking element 39 dips into a corresponding annular space 40 * The other. Extending the. ' bens 37 is therefore only possible via the "Däispfungsdrossel '41 or the unlocked check valve 42.

Diese Ausbildung erlaubt eine freizügige konstruktive Auslegung des gedämpften Kolbenweges, ohne daß der Kolben entsprechend lang ausgeführt werden muß.This training allows a liberal structural design of the damped piston travel without the piston must be made correspondingly long.

Claims (3)

Krupp MaK Maschinenbau GmbHKrupp MaK Maschinenbau GmbH R. 886R. 886 Anmelderin: Krupp MaK Maschinenbau GmbH Falckensteiner Straße 2-4 2300 "Kiel 17 Applicant: Krupp MaK Maschinenbau GmbH Falckensteiner Strasse 2-4 2300 "Kiel 17 PatentansprücheClaims f 1.)Einrichtung zur Endlagendämpfung für über hydraulische Zylinder betriebene Schwenkwerke von Arbeitsgeräten, wie Kräne und Baggerarme, bei denen zwei Zylinder an gegeneinander versetzten Positionen eines Schwenkantriebskreises angreifen, dadurch gekennzeichnet, daß die zu dämpfende Seite (12,13) des Zylinders (6,7) in seinem Endbereich eine durch den Kolben (21,22) verschließbare Verbindungsleitung (14,16) des Hydrauliksy- f 1.) Device for end position damping for swivel mechanisms operated by hydraulic cylinders, such as cranes and excavator arms, in which two cylinders engage in mutually offset positions of a swivel drive circuit, characterized in that the side to be damped (12, 13) of the cylinder (6 , 7) in its end area a connecting line (14,16) of the hydraulic system which can be closed by the piston (21,22) : stems und eine weitere freibleibende Verbindungsleitung (15,17) mit einem Drosselventil (23,24) aufweist, wobei parallel zum Drosselventil (23, 24) ein den Abfluß aus dem Zylinder (6,7) sperrendes Rückschlagventil (25,26) angeordnet ist.: stems and another free connecting line (15,17) with a throttle valve (23,24) has, wherein parallel to the throttle valve (23, 24) is the outflow from the cylinder (6,7) blocking Check valve (25,26) is arranged. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschlagventile (25,26) in Abhängigkeit der Totpunktlage der Zylinder (6,7) über einen Steuernocken (32) am Schwenkantriebskreis (11) durch Steuerelemente (29,31,33) in der Weise entsperrbar sind daß Jeweils das Rückschlagventil (25 bzw. 26) für den Zylinder (6 bzw. 7) mitiiem größeren wirksamen Hebelarm - nachlaufender Zylinder - gesperrt bleibt. --■ —2. Device according to claim 1, characterized in that the check valves (25,26) as a function the dead center position of the cylinders (6,7) via a control cam (32) on the swivel drive circuit (11) can be unlocked by control elements (29,31,33) in such a way that the check valve (25 or 26) for the cylinder (6 or 7) with the larger effective Lever arm - trailing cylinder - remains locked. - ■ - 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (37)- ein über Federn (38) angeordnetes vorgeschaltetes Sperrelement (39) trägt, das mit einer stirnseitigen Steuerkammer (40) des Zylinders (34) als Abschluß zusammenwirkt und an die Steuerkammer (40) die zu verschließende Verbindungsleitung (35) angeschlossen ist.3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the piston (37) - a spring (38) arranged upstream locking element (39) carries which with an end control chamber (40) of the cylinder (34) interacts as a conclusion and the control chamber (40) to be closed Connection line (35) is connected.
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