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Hydraulische Überlastungsschutzvorrichtung für ein Hebe-
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zeug Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer hydraulischen
Überlastungsschutzvorrichtung für einen Ladekran nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Es ist schon eine solche Überlastungsschutzvorrichtung aus der DE-PS 20 30 382 bekannt,
bei der ein mehrgliedriger Auslegerarm einen an einem Innenarm angelenkten Außenarm
aufweist, der über einen doppeltwirkenden Hydrozylinder und ein zugeordnetes 4/3-Wegeventil
steuerbar ist.
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Zur Lastmomentbegrenzung ist ein druckabhängig gesteuertes Sicherheitsventil
vorgesehen, das über ein Steuerleitungssystem ein Entlastungsventil einer Pumpe
steuern kann, so daß bei Überschreiten einer Lastmomentgrenze die Druckseite der
Pumpe zum Tank entlastet wird. Von Nachteil bei dieser Überlastungsschutzvorrichtung
ist nun, daß nach dem Ansprechen dieser Schutzvorrichtung der Außenarm infolge abgeschalteter
Pumpe nicht mehr betätigt werden kann, wobei der Hydrozylinder durch entsperrbare
Rückschlagventile abgesichert ist. Nun kann aber der Außenarm relativ zu einer Horizontalen
nach oben und nach unten verschwenkte Lagen einnehmen, wodurch beim Steuern des
Hydrozylinders ein Wechsel der
lastmomenterhöhenden Arbeitsstellung
am Wegeventil eintreten kann. Dieser Wechsel der lastmomentvergrößernden Arbeitsstellung
abhängig von der Lage des Außenarms zur Horizontalen wird hier nicht berücksichtigt,
so daß bei positivem Anstellwinkel des Außenarms relativ zur Horizontalen ein lastmomentverringerndes
Strecken bzw. bei negativen Anstellwinkel ein lastmomentverringerndes Einknicken
nicht mehr möglich sind. Die sichere Arbeitsweise der Überlastungsschutzvorrichtung
wird damit beeinträchtigt.
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Ferner ist eine Überlastungsschutzvorrichtung für einen Ladekran bekannt,
bei welcher der Wechsel der lastmomentvergrössernden Schaltstellung am Wegeventil
berücksichtigt wird.
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Bei dieser Vorrichtung ist an dem relativ zur horizontal verstellbaren
Auslegerarmteil ein elektrischer Lagesensor angeordnet, der einen elektrischen Schalter
steuert. Der Schalter seinerseits steuert ein Magnetventil, das bei Ansprechen der
Überlastungsschutzvorrichtung das über ein Sicherheitsventil ankommende Druckmittel
wahlweise in eine von zwei Steuerkammern einer doppeltwirkenden Rückstelleinrichtung
am Wegeventil steuert, wodurch dessen Steuerschieber aus der lastmomenterhöhenden
Arbeitsstellung zumindest in eine Mittelstellung zurückgeführt wird. Nachteilig
bei dieser Überlastungsschutzvorrichtung ist, daß sie keine vollhydraulische Arbeitsweise
ermöglicht. Durch die Verwendung eines elektrischen Lagesensors, eines Schalters
sowie eines Magnetventils baut sie relativ aufwendig und teuer.
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Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße hydraulische Überlastungsschutzvorrichtung
für ein Hebezeug mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber
den Vorteil, daß sie eine vollhydraulische arbeitende Steuerung ermöglicht, welche
den Wechsel der lastmomentvergrößernden Schalt stellung in einem Wegeventil zur
Steuerung eines Auslegerarmteils automatisch
berücksichtigt. Dadurch
können nach dem Ansprechen der Lastmomentbegrenzung trotzdem noch lastmomentverringernde
Bewegungen am Auslegerarmteil durchgeführt werden. Ferner können elektrische Bauelemente
entfallen; die Überlastungsschutzvorrichtung läßt sich mit relativ einfachen hydraulischen
Bauelementen realisieren. Durch die vollhydraulische Arbeitsweise wird dieSicherheit
der Überlastungsschutzvorrichtung erhöht.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Überlastungsschutzvorrichtung
möglich.
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Eine besonders platzsparende und kostengünstige Lösung ergibt sich
gemäß den Ansprüchen 2 und 3. Bei einer lastdruckabhängigen Steuerung ergibt sich
eine besonders einfache Ausführung gemäß Anspruch 4, während gemäß Anspruch 6 sich
eine besonders zweckmäßige Lösung bei einer lastdruckkompensierten Steuerung erreichen
läßt. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen,
der Beschreibung sowie der Zeichnung.
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Zeichnung Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur
1 eine erste hydraulische Überlastungsschutzvorrichtung für einen Ladekran bei einer
lastdruckabhängigen Steuerung in vereinfachter Darstellung und Figur 2 eine zweite
Ausführungsform der Überlastungsschutzvorrichtung mit einer Steuerung für lastdruckkompensierte
Arbeitsweise.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele Die Figur 1 zeigt eine hydraulische
Überlastungsschutzvorrichtung 10 für einen Ladekran, der einen dreigliedrigen
Auslegerarm
11 aufweist. Der Auslegerarm 11 besteht im wesentlichen aus drei relativ zueinander
beweglichen Auslegerarmteilen, nämlich einer an einem Krangestell 12 befestigten
Kransäule 13, einem schwenkbar daran gelagerten Innenarm 14 sowie einem an letzterem
schwenkbar angelenkten Außenarm 15. Zum Verstellen des Innenarms 14 dient ein doppeltwirkendenHubzylinder
16, der von einem ersten Wegeventil 17 angesteuert wird. Zum Heben und Senken des
Aussenarms 15 dient ein am Innenarm 14 angelenkter, doppeltwirkender Knickzylinder
18, der von einem zweiten Wegeventil 19 ansteuerbar ist. Der Außenarm 15 kann im
Betrieb relativ zu einer Horizontalen 21 Lagen mit positivem oder negativem Anstellwinkel
einnehmen. Die lastmomentvergrößernde Schaltstellung im zweiten Wegeventil 19 ist
somit abhängig von der Lage des Außenarms 15 gegenüber der Horizontalen 21.
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Das zweite Wegeventil 19 hat einen handbetätigbaren Steuerschieber
22, der von Federn in einer Mittelstellung 23 zentriert ist. Aus ihr ist er nach
beiden Seiten hin in Arbeitsstellungen aus-lenkbar, die als Hebenstellung 24 sowie
als Senkenstellung 25 ausgebildet sind. Das zweite Wegeventil 19, das Teil einer
Steuereinrichtung 26 ist, weist zwei mit A, B bezeichnete Motoranschlüsse auf, von
denen der erste (27) über eine erste Motorleitung 28 mit dem ringförmigen Kolbenstangenraum
29 im Knickzylinder 18 verbunden ist. Der zweite Motoranschluß 31 steht über eine
zweite Motorleitung 32 mit einem Zylinderraum 33 im Knickzylinder 18 in Verbindung.
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Ein Zulaufanschluß 34 des zweiten Wegeventils 19 ist in üblicher Weise
durch ein Rückschlagventil 35 abgesichert und steht über eine Zulaufleitung 36 mit
dem Ausgang einer Pumpe 37 in Verbindung, die Druckmittel aus einem Tank 38 ansaugt.
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Ferner ist über den Steuerschieber 22 ein Neutralumlaufkanal 39 geführt,
der stromaufwärts von beiden Wegeventilen 19, 17 von der Zulaufleitung 36 abzweigt
und stromabwärts vom Steuerschiebers 22 in eine Rücklaufleitung 41 mündet. Mit dieser
Rücklaufleitung
41 steht ferner ein Rücklaufanschluß 42 des zweiten Wegeventils 19 in Verbindung.
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Das zweite Wegeventil 19 weist ferner einen ersten (43) sowie einen
zweiten Hilfsanschluß 44 auf. Der Steuerschieber 22 ist nun so ausgebildet, daß
er in seiner Mittelstellung 23 sämtliche Hauptanschlüsse 27, 31, 34, 42, sowie die
Hilfsanschlüsse 43, 44 blockiert und lediglich den Neutralumlaufkanal 39 offenhält.
In der Hebenstellung 24 wird der Zulaufanschluß 34 mit dem zweiten Motoranschluß
31 verbunden, während der andere Motoranschluß 27 zum Tank 38 entlastet wird. Zugleich
ist der Neutralumlaufkanal 39 gesperrt; ebenso ist der erste Hilfsanschluß 43 blockiert.
Lediglich der zweite Hilfsanschluß 44 wird zur Rücklaufleitung 41 entlastet. In
der Senkenstellung 25 wird der Zulaufanschluß 34 mit dem ersten Motoranschluß 27
verbunden und der andere Motoranschluß 31 entlastet. Zugleich sind der Neutralumlaufkanal
39 sowie der zweite Hilfsanschluß 44 blockiert, während der erste Hilfsanschluß
43 zum Tank 38 entlastet wird.
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Das erste Wegeventil 17 ist baugleich ausgeführt wie das zweite Wegeventil
19, zu letzterem parallel geschaltet und liegt im Neutralumlaufkanal 39 stromaufwärts
vom zweiten Wegeventil 19. Die Anschlüsse am ersten Wegeventil 17 werden daher auch
mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der erste Motoranschluß 27 am ersten Wegeventil
17 ist über eine erste Verbraucherleitung 45 mit einem Druckraum 46 des Hubzylinders
16 verbunden. Der zweite Motoranschluß 31 ist in entsprechender Weise über eine
zweite Verbraucherleitung 47 mit einem Ringraum 48 verbunden.
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Zwischen den Ausgang der Pumpe 37 und den Tank 38 ist zum Kurzschließen
der Pumpe 37 ein Entlastungsventil 49 geschaltet. Es wird von einer Feder 51 in
eine Sperrstellung 52 gedrückt, aus der es druckabhängig in eine Entlastungsstellung
53 steuerbar ist.
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Zur hydraulischen Vorsteuerung des Entlastungsventils 49 dient ein
Sicherheitsventil 54, das als 2/2-Ventil ausgebildet ist. Dieses Sicherheitsventil
54 ist in eine erste Steuerleitung 55 geschaltet, die über eine Drossel 56 von der
Zulaufleitung 36 abzweigt und stromabwärts vom Sicherheitsventil 54 zu einem Mittenanschluß
57 eines hydromechanischen Lagesensors 58 führt, der als Wechselventil mit kugeligem
Schließglied ausgebildet ist. Das von einem Steueröl strom über die Drossel 56 verursachte
Druckgefälle kann das Entlastungsventil 49 entgegen der Kraft der Feder 51 in seine
Entlastungsstellung drücken und dadurch die Pumpe 37 entlasten.
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Das Sicherheitsventil 54 wird von einer einstellbaren Feder 59 in
eine Aus-Stellung gedrückt, in der es die erste Steuerleitung 55 unterbricht. Ein
Steueranschluß 62 des Sicherheitsventils 54 steht über eine Druckleitung 63 mit
dem Druckraum 46 im Hubzylinder 16 in Verbindung, dessen Druck als Lastmomentindikator
verwendet wird. Abhängig von diesem Druck ist das Sicherheitsventil 54 in eine Ein-Stellung
steuerbar, in welcher es die erste Steuerleitung 54 aufsteuert.
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Der auf dem Außenarm 15 angeordnete Lagesensor 58 weist einen ersten
gesteuerten Anschluß 65 auf, von dem eine zweite Steuerleitung 66 zum ersten Hilfsanschluß
43 des zweiten Wegeventils 19 führt. Ein zweiter gesteuerter Anschluß 67 des Lagesensors
58 hat über eine dritte Steuerleitung 68 mit dem zweiten Hilfsanschluß 44 desselben
Wegeventils 19 Verbindung.
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Im ersten Wegeventil 17 steht der zweite Hilfsanschluß 44 über ein
Pilotleitung 69 mit der ersten Steuerleitung 55 im Bereich zwischen Sicherheitsventil
54 und Lagesensor 58 in Verbindung. Der erste Hilfsanschluß 43 im gleichen Wegeventil
17
ist blockiert. Die Zulaufleitung 36 wird in üblicher Weise durch ein Druckbegrenzungsventil
71 abgesichert. Die Steuerleitungen 55, 66 und 68 sind Teile eines Steuerleitungssystems
72.
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Die Wirkungsweise der Überlastungsschutzvorrichtung 10 wird wie folgt
erläutert: Eine am Lasthaken des Auslegerarms 11 wirkende Last verursacht abhängig
von der zugehörigen Ausladung einen bestimmten Druck im Druckraum 46 des Hubzylinders
16, der über die Druckleitung 63 auf das Sicherheitsventil 54 einwirkt.
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Durch Einstellung eines vorgegebenen Drucksollwertes am Sicherheitsventil
53 läßt sich eine Lastmomentgrenze einstellen, bei deren Überschreitung das Sicherheitsventil
54 anspricht.
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Es sei nun davon ausgegangen, daß die eingestellte Lastmomentgrenze
nicht überschritten ist, wobei der im Druckraum 46 herrschende Druck unter dem an
der Feder 59 des Sicherheitsventils 54 eingestellten Wert bleibt. Das Sicherheitsventil
54 blockiert somit in seiner Aus-Stellung 61 die erste Steuerleitung 55. Über die
Drossel 56 kann kein Steuerölstrom fließen, so daß das stirnseitig druckausgeglichene
Entlastungsventil 49 von der Feder 51 in seiner Sperrstellung 52 gehalten wird.
Das von der Pumpe 37 geförderte Druckmittel fließt in den Mittelstellungen 23 beider
Wegeventile 17, 19 über den offenen Neutralumlaufkanal 39 in den Rücklaufkanal 41
und zurück zum Tank 38. Solange die Lastmomentgrenze nicht erreicht ist, können
beide Wegeventile 17, 19 beliebig in ihre Arbeitsstellungen 24, 25 gebracht werden,
um den Auslegerarm 11 zu steuern.
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Es sei nun angenommen, daß durch zu große Last die Lastmomentgrenze
überschritten wird und das Sicherheitsventil 54 in seine Ein-Stellung 64 schaltet.
Solange die beiden Wegeventile
17 und 19 ihre jeweiligen Mittelstellungen
einnehmen, sind sämtliche Hilfsanschlüsse 43, 44 hydraulisch blockiert, so daß über
die Drosselstelle 56 und die Steuerleitung 55 kein Druckmittel über das Steuerleitungssystem
72 zum Tank abströmen kann. Demnach bleibt das Entlastungsventil 49 in seiner Sperrstellung.
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Wird nun bei angesprochenem Sicherheitsventil 54 lediglich das erste
Wegeventil 17 in seine Hebenstellung 24 gebracht, so wird der Neutralumlaufkanal
39 unterbrochen und Druckmittel von der Pumpe 37 über den Zulaufanschluß 34, den
ersten Motoranschluß 27 und die erste Verbraucherleitung 45 in den Druckraum 46
des Hubzylinders 48 gesteuert. Da der zweite Hilfsanschluß 44 im ersten Wegeventil
17 weiterhin blockiert ist, kann trotz des aufgesteuerten Sicherheitsventils 54
kein Steuerölstrom über das Steuerleitungssystem 72 zum Tank 38 abströmen. Die Pumpe
37 kann somit ausreichend Druck aufbauen und den Innenarm 14 entgegen dem Uhrzeigersinn
schwenken, wobei der Auslegerarm 11 eine lastmomentverringernde Bewegung ausführt.
Sinkt während dieser Bewegung der Druck im Druckraum 46 unter die eingestellte Lastmomentgrenze,
so kann das Sicherheitsventil 54 wieder in seine Aus-Stellung 61 schalten und die
erste Steuerleitung 55 sperren.
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Wird bei überschrittenem Lastmoment, damit bei angesprochenem Sicherheitsventil
54 der Steuerschieber 22 im ersten Wegeventil 17 aus seiner Mittelstellung 23 heraus
in eine Senkenstellung 25 ausgelenkt, so wird der zweite Hilfsanschluß 44 zum Tank
38 entlastet. Über die Drosselstelle 56, das offene Sicherheitsventil 54, einen
Teil der ersten Steuerleitung 55, die Pilotleitung 69 und das erste Wegeventil 17
fließt ein Steuerölstrom zum Tank 38 ab. Das von der Drossel 56 verursachte Druckgefälle
drückt das Entlastungsventil in seine Entlastungsstellung 53, so daß die Pumpe 37
kurz geschlossen wird. In den Verbraucherleitungen
45, 47 liegende
Rückschlagventile 73 verhindern eine Einfahrbewegung am Hubzylinder 16 und damit
ein Sinken der Last. Eine lastmomenterhöhende Bewegung des Innenarms 14 durch Schwenken
im Uhrzeigersinn wird somit bei angesprochener Lastmomentbegrenzung verhindert.
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Es sei nun davon ausgegangen, daß bei überschrittener Lastmomentgrenze
und bei dem gezeichneten positiven Anstellwinkel des Außenarms 15 relativ zur Horizontalen
21 nur das zweite Wegeventil 19 betätigt wird, wobei der Steuerschieber 22 aus seiner
Mittelstellung 23 in seine Hebenstellung 24 verstellt wird. Das über die Drossel
56 und das offene Sicherheitsventil 54 sowie die erste Steuerleitung 55 ankommende
Steuerdruckmittel fließt im Lagesensor 58 zum ersten gesteuerten Anschluß 65 und
über die zweite Steuerleitung 66 zum ersten Hilfsanschluß 43, der jedoch in Hebenstellung
24 blockiert ist. Bei dem positiven Anstellwinkel des Außenarms 15 rollt das kugelige
Schließglied im Lagesensor 58 in seine linke, gezeichnete Endstellung und blockiert
den zweiten gesteuerten Anschluß 67, der zugleich über die dritte Steuerleitung
68 und den zweiten Hilfsanschluß 44 zum Tank 38 entlastet ist. In Hebenstellung
24 des zweiten Wegeventils 19 kann somit kein Steueröl über das Steuerleitungssystem
72 zum Tank 38 entweichen, so daß die Pumpe 37 Druck aufbauen kann und Druckmittel
vom zweiten Wegeventil 19 über die zweite Motorleitung 32 in den Zylinderraum 33
des Knickzylinders 18 gesteuert wird und dabei den Außenarm 15 entgegen dem Uhrzeigersinn
schwenkt. Der Außenarm 15 kann somit bei angesprochener Lastmomentbegrenzung eine
lastmomentverringernde Bewegung durchführen.
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Es sei nun angenommen, daß bei geöffnetem Sicherheitsventil 54 eine
Bedienungsperson den Steuerschieber 22 im zweiten
Wegeventil 19
in seine Senkenstellung 25 bringt, um den Aussenarm 15 aus der gezeichneten Lage
mit positivem Anstellwinkel im Uhrzeigersinn zu bewegen und dabei die Last zu senken.
In dieser Senkenstellung 25 wird der erste Hilfsanschluß 43 zum Tank 38 entlastet,
so daß sich ein Steuerölstrom über die Drossel 56, das geöffnete Sicherheitsventil
54, die erste Steuerleitung 55, den Lagesensor 58 und die zweite Steuerleitung 66
ausbilden kann. Dadurch wird die Pumpe 37 über das in Entlastungsstellung 53 gebrachte
Entlastungsventil 49 zum Tank 38 entlastet. In den Motorleitungen 28, 32 angeordnete,
nicht näher gezeichnete, entsperrbare Rückschlagventile blockieren den Knickzylinder
18. Bei angesprochener Lastmomentbegrenzung kann somit eine lastmomenterhöhende
Bewegung des Außenarms 15 auch dann nicht mehr vorgenommen werden, wenn die Bedienungsperson
den Steuerschieber 22 im Wegeventil 19 unbeabsichtigt in seine Senkenstellung 25
steuert. Eine lastmomenterhöhende Bewegung am Außenarm 15 kann durch die Senkenstellung
25 des zweiten Wegeventils 19 nur solange hervorgerufen werden, solange der Außenarm
15 relativ zur Horizontalen 21 einen positiven Anstellwinkel bildet, sein belastetes
Ende also über der Horizontalen 21 liegt.
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Es sei nun angenommen, daß der Außenarm 15 mit der Horizontalen 21
einen negativen Anstellwinkel bildet, sein belastetes, freies Ende also unterhalb
der Horizontalen 21 liege.
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Ferner sei angenommen, daß zusätzlich die Lastmomentbegrenzung angesprochen
und das Sicherheitsventil 54 sich somit in seiner Ein-Stellung 64 befinde. Wird
nun in diesem Fall der Steuerschieber 22 des zweiten Wegeventils 19 aus der Mittelstellung
23 heraus in seine Hebenstellung 24 verstellt, so wird der erste Hilfsanschluß 43
blockiert, während der zweite Hilfsanschluß 44 zum Tank 38 entlastet wird. Bei negativem
Anstellwinkel rollt das kugelige Schließglied im Lagesensor 58 in die andere, nicht
gezeichnete Endstellung und sperrt dadurch die Verbindung
vom Mittenanschluß
57 zum ersten gesteuerten Anschluß 65, während die andere Verbindung zum zweiten
gesteuerten Anschluß 67 nun frei ist. Über die erste Steuerleitung 55 ankommendes
Steuerdruckmittel kann somit im Lagesensor 58 in die dritte Steuerleitung 68 abströmen
und gelangt weiter über den aufgesteuerten Hilfsanschluß 44 in der Hebenstellung
24 zum Tank 38. Der somit fließende Steuerölstrom über das Steuerleitungssystem
72 öffnet wiederum das Entlastungsventil 49, so daß die kurz geschlossene Pumpe
37 keinen Druck aufbauen kann. In Hebenstellung 24 des zweiten Wegeventils 19 und
bei negativem Anstellwinkel des Außenarms 15 kann somit eine lastmomenterhöhende
Bewegung durch Schwenken des Außenarms 15 entgegen dem Uhrzeigersinn nicht durchgeführt
werden. Es ist somit sicherg-estellt, daß unabhängig von der relativen Lage des
Außenarms 15 zur Horizontalen 21 bei unbeabsichtigter Betätigung des Steuerschiebers
22 keine lastmomentvergrößernden Bewegungen möglich sind.
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Wird dagegen bei negativen Anstellwinkel des Außenarms 15 und bei
angesprochenem Sicherheitsventil 54 der Steuerschieber 22 des zweiten Wegeventils
19 in seine Senkenstellung 25 gebracht, so wird der zweite Hilfsanschluß 44 hydraulisch
blockiert. Obwohl der erste Hilfsanschluß 43 im zweiten Wegeventil 19 entlastet
ist, kann kein Steuerölstrom über ihn abfließen, weil im Lagesensor 58 das kugelige
Schließglied den ersten gesteuerten Anschluß 65 blockiert und damit die zweite Steuerleitung
66 absperrt. Über das Steuerleitungssystem 72 kann kein Steuerölstrom zum Tank 38
abfließen, so daß das Entlastungsventil 49 seine Sperrstellung 52 einnimmt.
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Die Pumpe 37 kann Druck aufbauen und fördert Druckmittel über den
Zulaufanschluß 34 im zweiten Wegeventil 19, den ersten Motoranschluß 27 und die
erste Motorleitung 28 in den Kolbenstangenraum 29, so daß der Außenarm 15 im Uhrzeigersinn
geschwenkt und damit eine Last weiter gesenkt wird. Bei negativem Anstellwinkel
und bei angesprochener Lastmomentbegrenzung
kann somit trotzdem
eine lastmomentverringernde Bewegung des Außenarms 15 durch Schwenken im Uhrzeigersinn
durchgeführt werden.
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Die Überlastungsschutzvorrichtung 10 ermöglicht somit eine vollhydraulisch
arbeitende Lastmomentbegrenzung am Auslegerarm 11 durch entsprechendes Abschaltung
der Pumpe 37. Mit Hilfe des hydromechanischen Lagesensors 58 wird dabei die Abschaltung
automatisch so gesteuert, daß unabhängig von der jeweiligen Lage des Außenarms 15
zur Horizontalen 21 lastmomentvergrößernde Bewegungen verhindert und lastmomentverringernde
Bewegungen möglich sind.
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Die Figur 2 zeigt eine zweite Überlastungsschutzvorrichtung 80, die
sich von derjenigen nach Figur 1 vor allem durch eine lastdruckkompensierte Steuereinrichtung
81 und damit zusammenhängend ein anderes Steuerleitungssystem 82 mit einem ersten
(83) sowie einem zweiten Lagesensor 84 unter scheidet. Im einzelnen unterscheidet
sich die zweite berlastungsschutzvorrichtung 80 von der ersten (10) wie folgt, wobei
gleiche Bauelemente mit gleichen Bezugszeichen versehen werden.
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Die Steuereinrichtung 81 hat zum Betätigen des Hubzylinders 16, der
nun einfachwirkend dargestellt ist, ein erstes, lastdruckkompensiertes Wegeventil
85. Das parallel geschaltete, zweite Wegeventil 86 steuert den Knickzylinder 18
und ist für lastdruckkompensierte Arbeitsweise ausgebildet. Dementsprechend arbeitet
ein Entlastungsventil 87 zugleich als Druckwaage, dessen zugeordneter Druckanschluß
88 in Mittelstellungen der Wegeventil 85, 86 über einen Steuerkanal 89 zur Rücklaufleitung
41 entlastbar ist oder in Arbeitsstellungen der Wegeventile über verzweigte, zweite
Steuerkanäle 91 mit dem jeweiligen Lastdruck beaufschlagbar ist.
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Das zweite Wegeventil 86 weist dieselbe Anordnung der Anschlüsse auf,
wobei von den Motoranschlüssen 27 und 31 die Motorleitungen 28 und 32 nun in vertauschter
Weise zum Zylinderraum 33 bzw. Kolbenstangenraum 29 des Knickzylinders 18 führen.
Von dem ersten Motoranschluß 27 wird über eine erste Drossel 92 ein Steuerdruck
bzw. Steuerölstrom abgegriffen und dem ersten Hilfsanschluß 43 sowie über eine vierte
Steuerleitung 93 einem ungesteuerten Anschluß 94 am ersten Lagesensor 83 zugeführt.
Entsprechend wird vom zweiten Motoranschluß 31 ein Steuersignal über eine zweite
Drossel 95 abgegriffen und sowohl dem zweiten Hilfsanschluß 44 als auch über eine
fünfte Steuerleitung 96 einem ungesteuerten Anschluß 97 des zweiten Lagesensors
84 zugeführt. Die gesteuerten Anschlüsse 98 und 99 beider Lagesensoren 83 bzw. 84
sind über eine verzweigte, sechste Steuerleitung 101 miteinander und zusammen über
das Sicherheitsventil 54 mit der Rücklaufleitung 41 verbunden. In den verzweigten
Bereich der sechsten Steuerleitung 101 parallel zueinander geschaltete Rückschlagventile
102 und 1031verhindern, daß ein über einen Lagesensor 83 bzw. 84 übertragenes Drucksignal
auf den anderen Lagesensor einwirken kann. Die beiden Lagesensoren 83 und 84 sind
untereinander baugleich und jeweils als 2Wege-Kugelventil ausgebildet. Die Lagesensoren
83, 84 sind auf dem Außenarm 15 gegensinnig angeordnet, so daß bei einer bestimmten
Lage des Außenarms 15 jeweils ein Lagesensor 83 sperrt, während der andere seine
zugeordnete Verbindung öffnet. Am zweiten Wegeventil 86 bildet nun infolge der unterschiedlichen
Verschaltung die Kreuzstellung eine Hebenstellung 103 während die Parallelstellung
die Senkenstellung 104 bildet.
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Die Wirkungsweise der zweiten Überlastungsschutzvorrichtung 80 wird
wie folgt erläutert, wobei die grundsätzliche Funktion der lastdruckkompensierten
Steuereinrichtung 81 als an sich bekannt vorausgesetzt wird. Im folgenden werden
daher die vier Fälle betrachtet, die sich durch positiven
bzw.
negativen Anstellwinkel des Außenarms 15 relativ zur Horizontalen und durch die
Betätigung des zweiten Wegeventils 86 in seine Heben- (103) bzw. seine Senkenstellung
104 ergeben.
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Es sei davon ausgegangen, daß der Außenarm 15 wie dargestellt einen
positiven Anstellwinkel zu einer Horizontalen bildet, wobei die kugeligen Schließglieder
in den beiden Lagesensoren 83 und 84 die gezeichneten Endstellungen einnehmen. Wird
dabei der Steuerschieber des zweiten Wegeventils 86 in seine Hebenstellung 103 gebracht,
so wird der erste Steuerkanal 89 unterbrochen und die Pumpe 37 kann bei zusteuerndem
Entlastungsventil 87 Druck aufbauen. Von der Pumpe 37 kommendes Druckmittel gelangt
im zweiten Wegeventil 86 vom ersten Motoranschluß 27 in den Zylinderraum 33 des
Knickzylinders 18, wodurch der Außenarm 15 entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt
wird. Der im ersten Motoranschluß 27 anstehende Lastdruck kann einerseits über die
erste Drossel 92, den ersten Hilfsanschluß 43 und den zweiten Steuerkanal 91 im
Druckanschluß 88 wirken, so daß das Entlastungsventil 87 als Druckwaage arbeiten
kann. Zusätzlich gelangt dieser Lastdruck über die vierte Steuerleitung 93 in den
ersten Lagesensor 83. Bei positivem Anstellwinkel unterbricht dessen kugeliges Schließglied
die Verbindung zum ungesteuerten Anschluß 98, so daß der jeweilige Lastdruck nicht
über den Lagesensor 83 abgebaut werden kann. Selbst wenn bei überschrittener Lastmomentbegrenzung
das Sicherheitsventil 54 angesprochen hat und seine Entlastungstellung 64 einnimmt,
kann trotzdem der Außenarm 15 eine lastmomentverringernde Bewegung durch Schwenken
entgegen dem Uhrzeigersinn ausführen.
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Wird bei positivem Anstellwinkel des Außenarms 15, wie Figur 2 dies
zeigt, nun von einer Bedienungsperson der Schieber des zweiten Wegeventils 86 versehentlich
in seine Senkenstellung 104 gebracht, so wird der erste Steuerkanal 89 gesperrt.
Zugleich wird der zweite Hilfsanschluß 44 über
die fünfte Steuerleitung
96, den zweiten Lagesensor 84, die sechste Steuerleitung 101 sowie das bei angesprochener
Lastmomentbegrenzung offene Sicherheitsventil 54 zur Rücklaufleitung 41 entlastet.
Über den zweiten Steuerkanal 91 kann sich somit kein Druck im Druckanschluß 88 des
Sicherheitsventils 87 aufbauen, so daß auch die Pumpe 37 weiterhin zum Tank entlastet
bleibt. Bei angesprochener Lastmomentbegrenzung kann somit eine lastmomenterhöhende
Bewegung des Außenarms 15 durch Schwenken im Uhrzeigersinn auch bei fehlerhafter
Bedienung durch eine Person nicht vorgenommen werden. Der Knickzylinder 18 ist dabei
durch druckgesteuerte Sperrventile 105 abgesichert.
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Es sei nun angenommen, daß der Außenarm 15 entgegen der Darstellung
nach Figur 2 einen negativen Anstellwinkel zur Horizontalen aufweist, sein freies
Ende also unterhalb der Horizontalen sich befindet. Die kugeligen Schließglieder
in den beiden Lagesensoren 83, 84 nehmen dann ihre anderen Endstellungen ein, wobei
der erste Lagesensor 83 die Verbindung zwischen seinen beiden Anschlüssen 94 und
98 aufsteuert, während im zweiten Lagesensor 84 die Verbindung zwischen den Anschlüssen
97 und 99 blockiert wird. Wird nun der Steuerschieber des zweiten Wegeventil 86
versehentlich in seine Hebenstellung 103 gebracht, so wird der erste Hilfsanschluß
43 über die vierte Steuerleitung 93, den ersten Lagesensor 83 und die sechste Steuerleitung
101 bei angesprochener Lastmomenbegrenzung und damit offenem Sicherheitsventil 54
zur Rücklaufleitung 41 entlastet. Die Pumpe 37 kann somit keinen Druck aufbauen
und ein lastmomenterhöhendes Verschwenken des Außenarms 15 entgegen dem Uhrzeigersinn
ist unmöglich.
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Wird bei negativem Anstellwinkel des Außenarms 15 dagegen der Steuerschieber
des zweiten Wegeventils 86 in seine Senkenstellung 104 gebracht, so wird die fünfte
Steuerleitung 96 vom zweiten Lagesensor 84 hydraulisch blockiert.
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Über den zweiten Hilfsanschluß 4k und den zweiten Steuerkanal 91 kann
sich der jeweilige Lastdruck im Druckanschluß 88 aufbauen, wodurch das Entlastungsventil
87 als Druckwaage arbeiten kann. Bei negativem Anstellwinkel des Außenarms 15 kann
dieser noch eine lastmomentverringernde Schwenkbewegung im Uhrzeigersinn selbst
dann durchführen, wenn die Lastmomentbegrenzung bereits angesprochen hat.
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Auch bei der zweiten Überlastungsschutzvorrichtung 80 ist somit sichergestellt,
daß unabhängig von der jeweiligen Lage des Außenarms 15 relativ zu einer Horizontalen
lastmomenterhöhende Bewegungen mit Sicherheit vermieden, lastmomentverringernde
Bewegungen jedoch durchführbar sind.
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Selbstverständlich sind bei den gezeigten Überlastungsschutzvorrichtungen
Änderungen möglich, ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen. So kann auf die
Rückschlagventile 102, 1031 in den meisten Anwendungsfällen verzichtet werden. Der
Lastdruckabgriff über die Drosseln 92, 95 kann ohne weiteres auch in die Steuerschieber
selbst integriert werden.