DE3706551A1 - Den einfahrbereich abdeckende sicherheitsschaltung fuer die parallelgeschalteten wippzylinder von kranauslegern und dergleichen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine den Einfahrbereich abdeckende Sicherheitsschaltung für die parallelgeschalteten Wipp­ zylinder von Kranauslegern und dergleichen der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 umrissenen Gattung.

Die Zylinder eines solchen Systems müssen notwendiger­ weise im Gleichlauf und damit dann auch im Druckausgleich arbeiten, damit das System stabil bleibt, andernfalls kommt es zu destabilisierenden Schaukelbewegungen. Eine solche Destabilisierung stellt sich bei im Gleichlauf arbeitenden Zylindern gleichwohl dann ein, wenn es zum Bruch der Druckmittelleitung zwischen Steuerschieber und Zylinder kommt und die Zylinder dann unkontrolliert und möglicherweise dann auch zeitlich versetzt einfahren. Im Hinblick auf dieses Risiko schreibt DIN 24 093 vor, daß nach einem Leitungsbruch ein Absenken des Auslegers ohne Gefährdung von Personen oder der Standsicherheit, etwa eines Hydraulikbaggers, möglich sein muß.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine den Einfahrbereich abdeckende Sicherheits­ schaltung für solche Wippzylinder zu entwickeln, die bei Leitungsbruch einen kontrollierten Übergang in den Halte­ zustand gewährleistet.

Die Aufgabe wird mit einer Sicherheitsschaltung der eingangs umrissenen Gattung erfindungsgemäß durch eine Ausbildung entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 gelöst. Ausgestaltungen der Schaltung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Funktionsweise der neuen Schaltung ist detailliert in der Zeichnungs­ beschreibung erläutert.

Die in die Ausfahrdruckmittelleitungen der Zylinder eingefügten erfindungsgemäß ausgestalteten Ventilkombi­ nationen mit einer durch ein zweistufiges Sperrventil unterbrechbaren Umgehung für das in die Ausfahrdruck­ mittelleitung eingefügte Rückschlagventil führt bei Leitungsbruch in der ersten Stufe zu einem gedrosselten Schließen der Umgehung, wobei zunächst jedoch noch eine Verbindung zwischen den Zylinderdruckräumen beider Wipp­ zylinder über eine Druckausgleichsleitung aufrecht erhalten bleibt, eine Verbindung, die verzögert durch das anschließende Schließen der zweiten Stufe der Sperr­ ventile unterbrochen wird, so daß während des gesamten Schließvorganges der Druckausgleich zwischen den Zylin­ derdruckräumen mit dem Ziel des Gleichlaufs und dann auch des gleichzeitigen Zurruhekommens der Zylinder si­ chergestellt wird. Dadurch wird, wie gefordert, das Auftreten von Instabilitäten und/oder der Überlastung eines der Zylinder bei Leitungsbruch ausgeschlossen.

In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines Aus­ führungsbeispieles weitergehend erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die gesamte erfindungsgemäß aus­ gestaltete Steuerung, die Sicherheits­ schaltung ausgelöst,

Fig. 2 eine der die Zweigleitungen ab­ sichernden Ventilkombinationen, das Sperrventil in Offenstellung,

Fig. 3 die Ventilkombination in Fig. 2, die erste Stufe des Sperrventils geschlossen,

Fig. 4 die Ventilkombinationen in den Fig. 2 und 3, das Sperrventil vollständig geschlossen.

In Fig. 1 ist mit 11 der in ganz schematischer Weise angedeutete Ausleger eines Krans oder dergleichen be­ zeichnet, an dem die parallelgeschalteten Wippzylinder 12 und 12′ mit ihren Kolbenstangen, z.B. 121, angreifen.

Die Zylinder 12 und 12′ sind in an sich bekannter Weise druckmittelbeaufschlagt, und zwar zum Ausfahren über die verzweigte Druckmittelleitung 21, deren Zweigleitungen 211 und 211′ in den jeweiligen Zylinderdruckraum, z.B. 122, münden (z.B. 212), und zum Einfahren über die Druckmittelleitung 22, die die kurzgeschlossenen (23) Ringräume, z.B. 123, der Zylinder 12, 12′ beaufschlagt. Druckraumseitig ist das System über eine Leitung 24 kurzgeschlossen.

Die Druckmittelleitungen 21 und 22 sind über den Steuerschieber 25 wahlweise einerseits mit der Pumpe P und andererseits mit dem Tank T und umgekehrt verbindbar, je nachdem, ob das Ausfahren der Zylinder 12, 12′ (Stellung A des Schiebers 25) oder das Einfahren der Zylinder 12, 12′ (Stellung E des Schiebers 25) erfolgen soll. Stellung H des Schiebers 25 ist die Haltestellung, in der beide Leitungen 21 und 22 unterbrochen sind. Dem Steuerschieber 25 ist der eigentliche Betätigungs­ schieber 26 vorgelagert, der vom Bedienungspersonal bedient wird, und der den Steuerschieber 25 über die Steuerleitungen 27 und 27′ im Sinne Ausfahren (Stellung A) oder im Sinne Einfahren (Stellung E) ansteuert. In der Ausfahrdruckmittelleitung 21 ist hinter dem Steuer­ schieber 25 in an sich bekannter Weise ein aufsteuer­ bares (29) Rückschlagventil 28 (Sperrventil) vorgesehen. Die Zylinder 12, 12′ sind ausfahrseitig (21) zusätzlich durch in die Zweigleitungen 211 und 211′ eingefügte, in besonderer Weise ausgestaltete Ventilkombinationen 31, 31′ abgesichert, die als Bestandteil zweistufige Sperrventile 34, 34′ aufweisen, die bei Bruch im Bereich der ausfahrseitigen Druckmittelleitung hinter dem Sperr­ ventil 28 ansprechen. Die Ventilkombination 31, 31′ ist normalerweise unmittelbar an dem jeweiligen Boden der Zylinder 12, 12′ angeflanscht. Die Detailbeschreibung der Leitungsbruch abdeckenden baugleichen Ventilkombi­ nationen 31 und 31′ erfolgt in erster Linie an Hand der Ventilkombination 31 unter Bezugnahme insbesondere auf die Fig. 2 bis 4.

Bestandteil der Ventilkombination 31 ist zunächst einmal das in die Zweigleitung 211 eingefügte Rückschlagventil 32 das mit einer Umgehung 33 versehen ist in die das zweistufige Sperrventil (aufsteuerbares Rückschlag­ ventil) eingefügt ist. Bei den Schließkörpern des Sperr­ ventils 34 handelt es sich im dargestellten Fall zum einen um einen ersten Schieber 341, der bei Zusammen­ brechen des Steuerdrucks 271 unter der Einwirkung einer Druckfeder 342 in Schließrichtung verlagert wird, wobei er nach Durchlaufen eines Drosselbereiches 343 unter Überfahren der Schließkante 344 die Umgehung 33 unter­ bricht (Fig. 3), und zum andern um einen dem ersten Schieber 341 vorgelagerten, mit diesem verbundenen zwei­ ten Schieber 345, der bei weiterer Verlagerung des ersten Schiebers 341 über seine Schließlage hinaus eine noch bestehende Verbindung 35 zwischen dem Zylinder­ druckraum 122 und der Kurzschlußleitung 24 unterbricht. Eine im schließlagenseitigen Endbereich des Ventils 34 vorgesehene Umgehung 36 wird von dem zweiten Schieber 345 bereits beim Abwerfen der dem Rückschlagventil 32 zugeordneten Umgehung 33 durch den ersten Schieber 341 überfahren und unterbrochen, so daß hinter dem zweiten Schieber 345 noch anstehendes Steuerdruckmittel nur noch durch eine anschlagseitige Drosselstrecke 37 abfließen kann.

Das System funktioniert wie folgt: Beim Ausfahren (Stellung A des Steuerschiebers 25) fließt Druckmittel durch die Leitungsfolge 21, 211 bei geschlossenem zwei­ stufigen Sperrventil 34 durch das geöffnete Rückschlag­ ventil 32 zum Zylinderdruckraum 122. Einher damit geht das Abfließen von Druckmittel aus dem Ringraum 123 durch die Druckmittelleitung 22 zum Tank T. Nach Abschluß des Ausfahrvorganges (Überführung des Steuerschiebers 25 in Stellung H) schließt das Rückschlagventil 32 wieder und sperrt den Zylinderdruckraum 122 ab.

Zum Einfahren wird der Steuerschieber 25 in Position E überführt und Druckmittel fließt durch die Leitung 22 in den Ringraum 123 des Zylinders 12, wobei gleichzeitig über die Steuerleitung 27, 271 das Sperrventil 34 gegen den Druck der Feder 342 in Offenstellung (Fig. 2) über­ führt wird, ebenso über die Steuerleitung 29 das zusätz­ liche Sperrventil 28 in der Leitung 21, so daß Druck­ mittel aus dem Zylinderdruckraum 122 durch die Umgehung 33, die Zweigleitung 211 und die Leitung 21 zum Tank T hin abfließen kann. Bei Beendigung des Einfahrvorganges wird der Steuerschieber 25 wieder in die Haltestellung H überführt. Dabei bricht sowohl der in der Steuerleitung 29 als auch der in der Steuerleitung 271 anstehende Steu­ erdruck zusammen und allein schon das voreilend schlies­ sende Rückschlagventil 28 sperrt den Zylinderdruckraum 122 ab. Das Bestandteil der Ventilkombination 31 bildende Sperrventil 34 schließt nacheilend, es spielt in diesem Fall jedoch keine funktionswesentliche Rolle.

Seine Aufgabe übernimmt das Sperrventil 34 beim Einfahren (Stellung E des Steuerschiebers 25), wenn es in dieser Situation zu Leitungsschäden zwischen dem Steuerschieber 25 bzw. dem Rückschlagventil 28 und den Zylindern 12 und 12′, also im Bereich der Leitungszüge 21, 211, 211′ kommt. In dem Fall muß das Bedienungspersonal den Fahr­ vorgang verständlicherweise sofort durch Überführung des Steuerschiebers 25 in die Halteposition H unter­ brechen. Damit sind die Zylinderdruckräume 122, 122′ dann allerdings noch nicht vollständig eingeschlossen. In die­ ser Situation kommen vielmehr die Sperrventile 34, 34′ zum Tragen, die die Aufgabe haben, das Einfahren der Zylinder 12, 12′ gedämpft im Druckausgleich sicherzu­ stellen, damit es ungeachtet des aufgetretenen Leitungs­ schadens nicht zu einem Aufschaukeln des Systems oder zu einer Überlastung eines der Wippzylinder kommt. Ist der Steuerschieber 25 in Halteposition H überführt, bricht der an den Sperrventilen 34, 34′ anstehende Steuer­ druck (271, 271′) zusammen. Die Sperrventile 34 und 34′ können nunmehr unter der Einwirkung der Feder 342 schlies­ sen. Dabei überfährt der erste Bestandteil der Sperr­ ventile bildende Schieber 341 nach Durchlaufen des Drosselbereichs 343 die Schließkante 344 und unter­ bricht so die Verbindung der Leitungen 211, 211′ zu den Zylinderdruckräumen 122, 122′, wobei die Zylinder­ druckräume zunächst aber noch kurzgeschlossen bleiben über die Leitungszüge 35, 24, 35′, so daß erforderlicher Druckausgleich auch bei voreilendem Schließen eines der Schieber 341 möglich bleibt. Mit dem Schließen der ersten Stufe wird auch die endseitige Ümgehung 36 im Sperrventil 34 bzw. 34′ abgeworfen, durch die am zweiten Schieber 345 anstehendes Druckmittel in die Steuerleitung 271 zurück überführt wird, woraus resultiert, daß der Rest des Druckmittels gedrosselt über die Drosselstelle 37 abgeführt wird, bis sich der zweite Schieber 345 vor Anschlag befindet (Fig. 4), was sich in einem verzögerten Abwerfen der Druckmittelleitung 24 auswirkt. Damit ist der gewünschte, Voraussetzung für das einwandfreie Zur­ ruhekommen des Systems bildende Druckausgleich auch bei zeitlich versetztem Schließen der ersten Stufe der Sperrventile 34, 34′ sichergestellt.

Die noch vorgesehene durch das Rückschlagventil 39 abgesicherte Verbindung 38 der Druckausgleichsleitung 24 mit dem Zylinderdruckraum, z.B. 112, ermöglicht den gewünschten Druckausgleich auch dann, wenn eine der Verbindungsleitungen 35, 35′ bereits gesperrt sein sollte.

Mit 41 ist ein Eingang für in der Steuerleitung, z.B. 271, anstehendes Druckmittel bei geschlossener Ümgehung 36 bezeichnet. Bei 42 ist im Bedarfsfall ein Meßgerät anschließbar. 43 ist ein üblicher Belüftungsanschluß.

Das Sperrventil 34, 34′, das im dargestellten und be­ schriebenen Fall eine reine Schieberkonstruktion ist, kann natürlich auch unter Sicherstellung dessen, daß das zweite Ventil nacheilend schließt, als Sitzventil aus­ gelegt werden.

Claims (3)

1. Den Einfahrbereich abdeckende Sicherheitsschaltung für die parallelgeschalteten Wippzylinder von Kran­ auslegern und dergleichen, wobei die gemeinsam über einen Steuerschieber ansteuerbaren Zylinder boden­ seitig durch im die Zweigleitungen eingefügte Rück­ schlagventile gesichert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die unter Ausfahrdruck öffnenden Rückschlag­ ventile (32, 32′) mit einer durch einem bei Abfall des Steuerdrucks unter Federdruck (342) bei stetig abnehmendem Durchflußquerschnitt schließendem Schieber (341) unterbrechbaren Umgehung (33) versehen sind, und eine durch einen Bestandteil des Schiebers (341) bildenden, dem Schieber (341) vorgelagerten Schließ­ körper (343) nacheilend mit Verzögerung unterbrech­ bare, die Zylinderdruckräume (122, 122′) verbindende Druckausgleichsleitung (35, 24, 35′) sowie eine vom Schließkörper (345) beim Übergang des Schiebers (341) in die Schließlage überfahrene Umgehung (36) und anschlagseitig ein gedrosselter Abgang (37) für den nach Unterbrechung der Umgehung (36) hinter dem Schließ­ körper (345) noch anstehenden (Steuer-)Druckmittel­ rest vorgesehen sind.

2. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zylinderdruckräume (122, 122′) zusätzlich über eine in die Bereiche zwischen dem Schieber (341) und dem Schließkörper (345) mündende, durch ein zum jeweiligen Zylinderdruckraum (122 bzw. 122′) hin öffnendes Rückschlagventil (39) abgesichert, von der Kurzschlußleitung (24) abgehende Zweigleitung (38) verbunden sind.

3. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die Ausfahrdruckmittel­ leitung (21) zwischen dem Steuerschieber (25) und den die Zweigleitungen (211, 211′) absichernden Ventil­ kombinationen (31, 31′) ein voreilend schließendes, aufsteuerbares (29) Rückschlagventil (28) eingefügt ist.