DE2101750A1 - Verbessertes Steuerungs- und Betätigungssystem für hydraulisch getriebene Winden, Hebezeuge, Haspeln und dergleichen - Google Patents

Description

Patentanwalt

Karl Λ. B r ο s e

D-3C23 f -■=■■ > - Puüach

DBr/Fo München-Pullach, 13. Januar 1971

BOWMAKER (PIANO?) LIMITED, Watling Street, Cannock, Staffordshire, England

Verbessertes Steuerungs- und Betätigungssystem A

für hydraulisch getriebene Winden, Hebezeuge, Haspeln und dergleichen

Die Erfindung betrifft ein verbessertes System zur Betätigung und Steuerung von Winden, Hebezeugen, Haspeln oder dergleichen, die durch einen Hydraulikmotor angetrieben werden.

Insbesondere betrifft die Erfindung Systeme, die einen »

Hydraulikmotor der Art aufweisen, welche aus einem sta- " tionären Zylinder mit einer Anzahl radialer Bohrungen besteht, in denen ^e ein Kolben verdrängt werden kann und der einen Nockenring aufweist, der drehend durch die Kolben angetrieben wird. Die Nockenflächen des Nockenringes stehen in Eingriff mit Antriebsvorrichtungen, wie z.B. mit an den radial außen liegenden Enden der Kolben angeordneten Rollen oder mit den außen liegenden Endflächen der Kolben, und es wird Hydraulikflüssigkeit wahlweise in die Bohrungen gespeist, um die Kolben in vorbestimmter Folge radial zu verdrängen, wodurch der Eingriff unter Druck der Antriebsvorrichtungen mit den Nockenflächen den Nockenring dreht, von dem der Antrieb auf Jede zweck-

109882/1095

dienliche Weise abgenommen werden kann. Derartige Motoren werden im folgenden als Motoren der beschriebenen Art bezeichnet.

Hydraulikmotoren der beschriebenen Art sind allgemein bekannt und finden zum Antrieb von Winden, Hebezeugen, Haspeln und dergleichen Verwendung. Obwohl bei derartigen Anwendungen die Hydraulikmotoren der beschriebenen Art ausgesprochen zufriedenstellend arbeiten, ist es jedoch sehr wünschenswert, die Winden oder ähnliches in konventioneller Weise zu betätigen, wobei der Antrieb ausgekuppelt werden kann, um so zu ermöglichen, daß die Windentrommel oder ähnliches frei drehbar ist oder den Antrieb überläuft. Z.B. ist es wünschenswert, eine Arbeitsbedingung zu schaffen, in der die von der Winde getragene Last unter Schwerkraftwirkung frei fallen kann oder derart, daß das Kabel oder die Zugleine frei auslaufen kann.

Bei Systemen mit einer mechanischen Antriebsübertragung wird diese antriebsfreie Bedingung leicht durch eine ausrückbare Kupplungsanordnung erzielt. Bei einem Hydraulikmotor der beschriebenen Art Jedoch findet der direkte Antrieb der Winde oder dergleichen Verwendung. Es wurde nun erkannt, daß in Hydrauliksystemen,in denen die Quelle von Hydraulikflüssigkeit für den Motor nur aus einer oder mehr Pumpen und nicht aus einem Druckakkumulator besteht, eine Drehbewegung des Nockenringes im Freilauf nicht ohne die Gefahr der Beschädigung des Hydraulikmotors erzielt werden kann. Der Grund dafür liegt darin, daß bei einem Hydraulikmotor der beschriebenen Art der Strom von Hydraulikflüssigkeit derart angeordnet ist, daß die Kolben radial nach außen gezwungen werden, wodurch die Antriebsvorrichtungen in Eingriff mit den Nockenflächen gehalten wer-

109882/1095

den. Selbst wenn die Zufuhr von Hydraulikflüssigkeit zu den Bohrungen unterbrochen oder verringert wird, fallen mindestens einige der Kolben radial aus ihren Bohrungen unter Schwer kraft wirkung nach außen, so daß mindestens einige der Antriebsvorrichtungen mit den Nockenflachen in Eingriff befindlich sind. Folglich führt, wenn der Nockenring nicht durch die Antriebsvorrichtungen angetrieben wird, sondern durch das durch die Last an dem Windenkabel oder dergleichen aufgebrachte Drehmoment gedreht wird, der unkontrollierte Eingriff der Antriebsvorrichtungen mit den Nockenflächen des sich drehenden Nokkenringes zu großen Beschädigungen des Motors. Unter bestimmten Umständen können die Nockenflächen beschädigt werden oder es kann das Motorlager reißen oder zerbrechen.

Ein Gegenstand der Erfindung ist es, ein System zur Betätigung und Steuerung einer Winde, Hebezeugs oder ähnlichem das durch einen hydraulischen Motor der beschriebenen Art angetrieben wird, zu verbessern, wodurch ein derartiger freier Fall der Last oder ein freies Auslaufen des Lastkabels erreicht werden kann, ohne daß die zuvor erwähnte Gefahr der Beschädigung des Hydraulikmotors auftritt.

Weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein verbessertes Hydrauliksystem zur Betätigung und Steuerung einer Winde, einer Hebevorrichtung und ähnlichem, die durch einen Hydraulikmotor der beschriebenen Art angetrieben ist und somit eine Winde, ein Hebezeug oder dergleichen zu schaffen, das durch ein derartig verbessertes Hydrauliksystem betätigt und gesteuert wird.

103882/1095

Weitere vorteilhafte Einzelheiten gehen aus der Beschreibung einer vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung im folgenden hervor.

Einer der weit gefasstesten Gegenstände der Erfindung ist ein System zur Betätigung und Steuerung von Fördereinrichtungen, wie z.B. Winden, Hebezeuge, Haspeln oder dergleichen, die durch einen Hydraulikmotor der beschriebenen Art angetrieben sind, zu welchen die Speisung von Hydraulikflüssigkeit durch Pumpvorrichtungen durchgeführt wird, mit einer verbesserten Ventilvorrichtung zum Steuern des Stromes von Hydraulikflüssigkeit, wobei die Ventilvorrichtung derart ausgebildet ist, daß sie bei Betätigung im Hydraulikmotor ein hydraulisches Druckdifferential erzeugt, das auf die Kolben wirkt, um diese radial nach innen so weit zu verdrängen, daß die Antriebsvorrichtungen von der Berührung mit den Nockenflächen des Nockenringes weggehalten werden, welcher dann frei drehen kann.

In der Theorie gibt es möglicherweise viele Wege, ein derartiges hydraulisches Druckdifferential durch Steuerung des Stromes von Hydraulikflüssigkeit durch Ventilvorrichtungen zu erzeugen. Jedoch sind praktische Überlegungen von hervorstechender Bedeutung und zwar wegen der Probleme, die auftreten können so z.B. die Anpassungsfähigkeit des Hydraulikmotors, die Überhitzung der Hydraulikflüssigkeit, die maximale Pörderkapazität der Pumpvorrichtung und die Gesamtkompliziertheit und Kosten bei der Herstellung einer speziellen Ventilanordnung. Durch die Erfindung wird ein ausgesprochen zweckdienliches System geschaffen, bei dem die zuvor erwähnten Arten von Problemen vermieden werden.

109882/1095

210175Q

Eine der vorgezogenen Arten zur Erzeugung des hydraulischen Druckdifferentials im hydraulischen Motor besteht darin, die Ventilvorrichtungen derart auszubilden, dass der hydraulische Druck in den Zylinderbohrungen verringert wird, wobei gleichzeitig ein niedriger hydraulischer Druck im Motorgehäuse aufrecht erhalten wird, um so ein zur radialen Nachxnnenverdrangung der Kolben ausreichendes Druckdifferential zu erzeugen. Auf diese Weise wird _> ein relativ niedriger hydraulischer Druck im Motorgehäu- " se verwendet, um die Kolben zu verschieben und wenn der Antrieb wieder hergestellt werden soll, kann hydraulische Flüssigkeit in die Zylinder eingepeist werden, um die Antriebsvorrichtungen mit dem Nockenring wieder in Eingriff zu bringen, wonach anschließend die Hydraulikflüssigkeit zum Antrieb des Motors wieder in der notwendigen Fördermenge zugeführt werden kann.

Gleichfalls ist es innerhalb des Grundgedankens der Erfindung möglich, die Yenti!vorrichtungen lediglich derart auszubilden, daß sie den Strom von Hydraulikflüssigkeit in das Motorgehäuse derart steuern, daß in diesem einen auf die ra- J dial außenliegenden Teile der Kolben wirkenden Druck erzeugt wird, der größer ist als der hydraulische Druck in den Zylinderbohrungen, wie er auf die radial innenliegenden Teile der Kolben aufgebracht wird. Diese Anordnung weist den Nachteil auf, dass das Motorgehäuse einschließlich des Nockenringes derart ausgebildet sein muß, daß es den sehr hohen auftretenden Sprengbelastungen wegen der hohen verwendeten hydraulischen Drücke wiedersteht. Hinzukommt, daß die Förderkapazität der Pumpvorrichtungen und das Überhitzen der Hydraulikflüssigkeit zu weiteren Problemen führen ,kann. Gewöhnlicherweise ist ein Hydraulikmotor der be-

109882/1095

schriebenen Art derart ausgebildet, daß er ohne oder mit sehr niedrigem hydraulischen Druck im Motorgehäuse arbeitet und somit kann in den Fällen, in denen lediglich die Erfindung auf vorhandene Hydraulikmotoren der beschriebenen Art angewendet werden soll, die zuvor erwähnte vorgezogene Art der Erzeugung des hydraulischen Druckdifferentials sehr einfach angewendet werden.

Die Ventilvorrichtungen müssen selbstverständlich derart ausgebildet sein, daß sie bei Betätigung in Übereinstimmung mit den notwendigen Steuerorganen der Winde oder dergleichen wirksam werden, welche dann entweder nicht betätigbar oder betätigbar bleiben müssen, wenn z.B. die Last losgelassen wird, muß die Windenbremse abgeschaltet bleiben. Diese grundsätzlichen Überlegungen <jedoch werden aus der später folgenden Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung klarer verständlich.

Durch die Erfindung sollen gleichfalls Winden, Hebezeuge, Haspeln oder dergleichen eingeschlossen werden, die durch ein hydraulisches System nach der Erfindung betätigt und gesteuert werden, genauso wie das hydraulische System selbst.

Eine Anwendung der Erfindung besteht in einem hydraulischen System zur Betätigung und Steuerung einer Rohrlegvorrichtung, die an einer Zugmaschine angebracht oder in dieser enthalten sein kann, wobei die Zugmaschine vorzugsweise ein Kettenfahrzeug ist.

Im folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen diese beispielhaft veranschaulicht ist, näher erläutert. Es zeigt:

109882/1095

Fig. Λ die Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Rohrlegvorrichtung auf einem Zugfahrzeug aufgebracht ;

Fig. 2 eine skizzenhafte Ansicht eines

Hydraulikmotors der beschriebenen Art;

Fig. 3 ein Schaltbild des hydraulischen ύ Betätigungs- und Steuersystems für den Ausleger der Rohrlegvorrichtung von Figur 1; und

Fig. 4- ein Schaltbild des hydraulischen Betätigungs- und Steuersystems für die Gegengewichte und eines Hebezeuges der Rohrlegvorrichtung.

Die wesentlichen Bestandteile der Rohrlegvorrichtung, die auf der Zugmaschine angebracht sind, bestehen aus einem Sattel 1 auf der einen Seite,von dem ein Satz hydraulisch gesteuerter Gegengewichte 2 und zwei Winden 3 getragen wer- M den, die je durch einen hydraulischen Motor der beschriebenen Art angetrieben werden und von denen weitere Einzelheiten später beschrieben werden. Auf der anderen Seite des Sattels ist der Ausleger H- angeordnet, der durch eine der Winden 3 angehoben und abgesenkt wird, und der an seinem Außenende den Flaschenzug 5 trägt, der durch die andere Winde 3 hochgezogen und abgesenkt wird. Der Flaschenzug 5 und der Ausleger 4 können unabhängig voneinander oder gleichzeitig betätigt werden.

Die Hydraulikmotoren, welche die Winden 3 antreiben, sind

109882/1095

beide von der in Figur 2 veranschaulichten Art und weisen einen stillstehenden Zylinderblock 6 mit einer Anzahl radialer Bohrungen, in denen je ein Kolben 7 verschieblich angeordnet ist, und einen Nockenring 8, der angetrieben durch die Kolben drehbar ausgebildet ist, auf. Die Nokkenflachen des Nockenringes 8 stehen mit Antriebsvorrichtungen in Eingriff, z.B. die mit den radial außenliegenden Enden der Kolben verbundenen Rollen 9 oder den äusseren Endflächen der Kolben, und Hydraulikflüssigkeit wird wahlweise in die Bohrungen gespeist, um die Kolben 7 radial in vorbestimmter Folge zu verschieben, wodurch der Eingriff unter Druck der Antriebsvorrichtungen mit den Nockenflächen den Nockenring dreht,von dem auf jede übliche Weise der Antrieb abgenommen wird.

Das in den Figuren 3 und 4- veranschaulichte hydraulische System dient der Betätigung und Steuerung der zuvor beschriebenen Vorrichtung und ihrer Zusatzteile. Die Antriebskraft wird vom Motor der Zugmaschine unabhängig von dessen Antriebsübertragung abgeleitet und dient dem Antrieb der Hydraulikpumpen fester Verdrängung, welche Hydraulikflüssigkeit in die drei Teile des Hydrauliksysteme s zur Betätigung speisen:

1) Den Ausleger 4;

2) die Gegengewichte 2; und

3) den Flaschenzug 5.

Jeder dieser drei Teile des Systems wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren 3 und 4 beschrieben, wobei die Figuren in der Form von hydraulischen Kreislaufdiagrammen gegeben sind und sämtliche Steuerventile in der

Ki 9882/1095

Null-Lage veranschaulicht sind.

1. DAS ATJSLEGESSYSTEM

Durch eine vom Antriebsmotor getriebene Hydraulikpumpe fester Verdrängung wird durch einen Saugfilter 12 aus einem offenen oder Niederdruckvorratsbehälter 11 Hydraulikflüssigkeit angesaugt. Die Hydraulikflussigkeitszufuhr aus der Ausstoßleitung 13 der Pumpe 10 wird durch ein Dreiwegeventil 14, das in der Null-Lage veranschaulicht ist, gesteuert. Mittels des Ventiles 14 kann die Hydraulikflüssigkeit zu einem umkehrbaren Hydraulikmotor 15 der beschriebenen Art gespeist werden, der direkt mit der Windentrommel verbunden ist und es kann die Hydraulikflüssigkeit in den Vorratsbehälter 11 zurückgeführt werden.

Zum Anheben des Auslegers 4- wird das Ventil 14 in eine zweite Lage verschoben, welche in den Zeichnungen durch eine Bewegung ganz nach rechts darstellbar wäre. In dieser zweiten Lage wird der Motor 15 in eine Richtung durch die Hydraulikflüssigkeit gedreht, die durch die Leitung

16 dem Motor zugeführt und von diesem durch die Leitung

17 über das Ventil 14 in die Leitung 18 ausgestossen wird und in den Vorratsbehälter 11 zurückfließt. Gleichfalls wird Hydraulikflüssigkeit aus dem Motorgehäuse durch die Leitung 19 zurück in den Vorratsbehälter 11 abgezogen.

Mit der Leitung 16 ist ein Ventil 20 verbunden, welches normalerweise geschlossen ist, welches bei Erregung jedoch zur Verbindung der Leitung 16 mit der Leitung 21 dient, die zu dem Vorratsbehälter 11 führt. Das Ventil

10 988 2/1095

20 wird durch den Eingriff eines unter Federspannung stehenden Anschlages 22 betätigt, welcher derart ausgebildet ist, daß er in Eingriff mit dem Ausleger kommt, wenn dieser über eine mittlere Lage oder einen anderen vorbestimmten Höhenzustand in Bezug auf die Zugmaschine angehoben wird. Wie ersichtlich, ist bei der derartigen Betätigung des Ventiles 20 die Zufuhr von Hydraulikflüssigkeit durch die Leitung 16 zu dem Motor 15 verhindert, da die Leitung 16 über das Ventil 20 mit der Rücklaufleitung 21 für den Vorratsbehälter 11 verbunden ist und somit eine weitere Anhebung des Auslegers verhindert wird.

Zum Absenken des Auslegers wird der Motor durch Änderung der Flußrichtung der dem Motor 15 zugeführten Hydraulikflüssigkeit in entgegengesetzter Richtung gedreht. Dies wird durch Verschieben des Ventiles 14 in die dritte Lage erreicht, welche der äußersten linken Lage in der Zeichnung entspricht. In dieser dritten Lage wird die Hydraulikflüssigkeit dem Motor 15 aus der Pumpenförderleitung 13 durch die Leitung 17 zugeführt, und von diesem durch die Leitung 16 über das Ventil 14 in die Leitung 18 ausges to ssen, welche mit dem Vorratsbehälter 11 verbunden ist.

Um den Ausleger in der jeweils gewünschten Haltung zu halten, weist der Motor I5 eine Gegenausgleichventilanordnung auf, die in den Figuren in dem mit 23 bezeichneten Rechteck veranschaulicht ist. Diese Gegenausgleichventilanordnung ist in der Art ausgebildet, daß sie sich öffnet, wenn ein vorbestimmter Druck in die Leitung 1? von der Pumpe gespeist wird, so daß der Motor mit vollem Rückdruck arbeiten kann.

10988>/1095

Die Auslegerwinde weist eine konventionelle federbelastete Bandbremse auf, die derart ausgebildet ist, daß sie in der "Aus'^Lage durch einen mit hydraulischem Druck beaufschlagten Bremszylinder 25 gehalten wird, der über eine Leitung 26 mit dem Ventil 14 verbunden ist. Der hydraulische Druck wird in dem Bremszylinder 25 aufrechterhalten, während der Motor 15 in einer der beiden Richtungen angetrieben wird. Wenn keine Hydraulikflüssigkeit zu dem Motor 15 gespeist wird, nämlich wenn das Ventil/In der Nullstellung, wie veranschaulicht, befindlich ist, ist die Bremsleitung zur Vorratsbehälterrückführleitung 18 offen und der Zylinder 25 ist von hydraulischem Druck entlastet, so daß die Bremse angezogen wird. Zusätzlich wird die Bremse selbsttätig angezogen, falls in einer der zuvor erwähnten Zuführleitungen ein Verlust hydraulischer Flüssigkeit mit der sich daraus ergebenden Druckabsenkung auftreten sollte. Mit dem Ventil 14 ist ein überdruckventil 84 verbunden und an die Leitung 13 angeschlossen und entleert sich in die Leitung 18.

das

Die seitliche Lage der Gegengewichte (nicht dargestellt) bezüglich der Zugmaschine wird hydraulisch durch ein dem Ventil 14 ähnliches Dreiwegeventil 27 gesteuert. Zwei Hydraulikzylinder 28, 29 sind vorgesehen, um die Gegengewichte quer zur Zugmaschinenmittellinie mittels Hydraulikflüssigkeit zu verschieben, welche durch die Leitung 30 vom kleineren Teil einer hydraulischen Doppelpumpe 31 fester Verdrängung gespeist wird, welche Hydraulikflüssigkeit durch einen Saugfilter 83 aus dem Vorratsbehälter 11 ansaugt.

109882/1095

21Ö175Q

Wenn das Ventil 27 wie veranschaulicht in der mittleren
Null-Lage befindlich ist, wird die geförderte Hydraulikflüssigkeit durch das Ventil 27 in die an das später beschriebene Flaschenzugsystem angeschlossene Leitung 36
gespeist. Wenn das Ventil 27 entweder in eine zweite oder dritte Lage verschoben ist, wird die Hydraulikflüssigkeit einem der Enden der Hydraulikzylinder 28, 29 durch eine
der Leitungen 32, 33 zugeführt und die verdrängte Hydraulikflüssigkeit fließt aus dem anderen Ende der Hydraulikzylinder 28, 29 durch die andere der Leitungen 32, 33 ab. In der Leitung 33 ist eine Gegenausgleichventilanordnung

34 vorgesehen. Mit dem Ventil 27 ist ein Überdruckventil

35 verbunden und an die Leitung 30 angeschlossen und entleert sich in die Leitung 36.

DAS FLASCHENZUGSYSTEM

Die Zufuhr von Hydraulikflüssigkeit zu dem Flaschenzugsystem wird von dem größeren Teil der Hydraulikdoppelpumpe 31 abgezweigt. Die Hydraulikflüssigkeit in der Ausstoßleitung 37 wird durch die Leitung 39 in ein Dreiwegeventil 38 und durch die Leitung 40 in ein Zweiwegeventil 41 geleitet. Die Förderleitung 37 weist einen Nebenschlußfilter 42 auf.

Das Ventil 38 dient der Steuerung eines Hydraulikmotors
der beschriebenen Art mit zwei Geschwindigkeiten. Das
Ventil 38 ist im wesentlichen das gleiche wie die anderen Dreiwegeventile 27 und 14, mit Ausnahme der Tatsache, daß es eine Drossel 44 aufweist, um den Strom in
den Behälter 11 durch die Leitung 45 zu drosseln, wenn
das Ventil 38 in seiner zweiten oder dritten Lage befind-

109882/1095

210175Q

lieh ist. Mit dem Ventil 38 ist ein Überdruckventil 85 verbunden und an eine Leitung 39 angeschlossen und entleert sich in die Leitung 45.

Das Ventil 41 dient der Betätigung des Ventiles 46 des Hydraulikmotors 43» welches in an sich bekannter Weise die Geschwindigkeit des Motors steuert. Das Ventil 41 ist an eine Leitung 47 angeschlossen, die zu dem Vor-

ratsbehälter 11 führt und ermöglicht in beiden Arbeits- ™ lagen einen Durchfluß für Hydraulikflüssigkeit zum Bremszylinder 48, der federbelasteten Bandbremse der Winde (nicht dargestellt), die in der "Aus^M-Lage durch Druck im Bremszylinder 48 gehalten wird.

Was die Arbeitsweise des Bremszylinders 48 betrifft, wird der Bremszylinder nicht mit hydraulischem Druck beaufschlagt, wenn sich das Ventil in der Null—Lage, wie in den Zeichnungen veranschaulicht, befindet und die Bremse ist somit in der angezogenen Lage. Die Hydraulikflüssigkeit in der Leitung 39 fließt durch das Ventil 38 über die Rückführleitung 45 zum Vorratsbehälter 11. Der Brems- A zylinder 48 ist gleichfalls zum Vorratsbehälter 11 durch das Wechselventil 5^» die Leitung 54 durch das Wechselventil 50, und die Leitung 49, das Ventil 41 zur Leitung 40 und folglich zum Vorratsbehälter 11 durch das Ventil 38 offen.

Wenn das Ventil 38 entweder in seiner zweiten oder dritten Lage ist, das ist, wenn der Hydraulikmotor 43 angetrieben wird, wird der Bremszylinder 48 mit hydraulischem Druck beaufschlagt, um die Windenbremse in der "Aus^Lage zu halten. Wenn das Motorgeschwindigkeitssteuerventil 41 in der veranschaulichten Lage ist, fließt Hydraulikflüssigkeit durch die Leitung 40, diagonal durch das Ventil 41

109882/1095

in die Leitung 49. Der Strom durch die Leitung 49 wird in zwei Teilströme aufgeteilt, von denen einer zur Betätigung des Ventiles 46 in seine der doppelten Motorgeschwindigkeit entsprechende Lage durch die Leitung 60 und der andere zur Betätigung des Bremszylinders 48 durch das Wechselventil 50, die Leitung 54-, das Wechselventil 51 und in die Bremsleitung 52 geleitet wird. Der Rückstrom vom Bremszylinder bei Anziehen der Bremse folgt dem gleichen Pfad in umgekehrter Richtung. Wenn das Motorgeschwindigkeit s-Steuerventil 41 in seiner anderen Lage befindlich ist, fließt die Hydraulikflüssigkeit durch die Leitung 40 direkt durch das Ventil 41 in die Leitung 53 und betätigt das Wechselventil 50, um die Leitung 60 zu schließen. Der Hydraulikstrom verläuft dann zu der Bremsleitung 52 durch die Leitung 54· und das Wechselventil 51» welches auf die der zuvor beschriebenen Weise gleiche Art betätigt wird.

Wie aus dem vorhergegangenen ersichtlich, wird die Windenbremse angezogen, wenn der hydraulische Druck in der Bremsleitung 52 verringert wird. Eine derartige Verringerung des hydraulischen Druckes wird auftreten, wenn das Ventil 38 in seine Null-Lage bewegt wird oder falls eine Zuführleitung ausfällt oder unter anderen umständen, die später in Verbindung mit dem System zur Betätigung der Flaschenzugwinde beim freien Fall der Last näher erläutert werden.

Die Geschwindigkeit des Hydraulikmotors 43 wird in an sich bekannter Weise durch Betätigung des Trommelventiles 46 gesteuert, zu welchem durch die Leitung 60 Hydraulikflüssigkeit gespeist wird, wenn das Steuerventil 41 in der veranschaulichten Lage und das Ventil 38 in seiner zweiten oder dritten Lage sind, wobei Hydraulikflüssigkeit durch die Lei-

10988^/1095

tung 40 zugeführt wird.

Die Zufuhr der Hydraulikflüssigkeit zum Antrieb des Motors 43 geschieht entweder durch die Leitung 58 oder
durch die Leitung 59 in Abhängigkeit von der Lage des
Ventiles 38. Der Rückstrom von Hydraulikflüssigkeit vom Motor 43 erfolgt durch eine der Leitungen 59 und 58. Hier ist gleichfalls eine Anordnung von Ventilen vorgesehen, um eine vorbestimmte Höhe des auf die Motorkolben wirkenden Druckes aufrecht zu erhalten. Diese Anordnung weist einen einbahnigen Druckbegrenzungskreis 78 und ein Gegenausgleichsventil 79 auf. Bei dieser Anordnung von Ventilen strömt die Hydraulikflüssigkeit durch das Ventil 38 und die Drossel 44 in die zum Vorratsbehälter führende Leitung 45 zurück.

Kernstück der Erfindung ist es, daß der Hydraulikmotor
43 derart betätigt werden kann, daß der freie Fall der
Flaschenzuglast durchgeführt und gesteuert werden kann, ohne eine Gefahr der Beschädigung des Motors 43. Unter
Bezugnahme auf die vorausgegangene Beschreibung und Erklärung wird diese Arbeitsweise und Steuerung im folgenden näher erläutert.

Das mit den Steuerventil 56 verbundene hydraulische System für den freien Fall ist derart ausgebildet, daß es nur in der mittleren Nullstellung des Steuerventiles 38 wirksam wird, d.h. wenn der Hydraulikmotor nicht angetrieben wird, so wenn z.B. eine Last am Flaschenzug in
der Luft hängt. Dies wird mittels eines Ablaßventiles durchgeführt, welches mechanisch durch eine zweckmäßige Verbindung an das Betätigungsglied des Ventiles 38 angekuppelt ist. Wenn sich das Ventil entweder in seiner zwei-

109882/1095

210175Ö

ten oder dritten Lage befindet, ist die zum Ventil 64 führende Leitung 66 zum Behälter 11 durch die Ablaßleitung 65 offen und somit kann in der Leitung 67 die zum System für den freien Fall gehört, kein Druck aufgebaut werden. Folglich kann der freie Fall der Last nur erreicht werden, wenn das Flaschenzugventil 38 und das Ablaufventil 64 in den in den Zeichnungen veranschaulichten Arbeitslagen befindlich sind.

Der freie Fall der Hublast wird durch das Steuerventil 56 gesteuert, zu welchem Hydraulikflüssigkeit vom Steuerventil 27 des Gegengewichtsystems durch die Leitung 56 mit dem Nebenschlußfilter 61 strömt. Das Steuerventil 56 für den freien Fall ist in der nicht wirksamen Lage veranschaulicht, in der die Bremsleitung 52 zum Behälter 11 offen ist und der Hydraulikstrom durch die Leitung 55 ^un(i die Leitung 62 mit der Drossel 63 direkt durch das Ventil 56 und die Behälterrückführleitung 57 fließt. Die Hydraulikflüssigkeit aus der Leitung 36 fließt direkt durch das Ventil 56, durch die Leitung 68 zu einem Rückschlagventil 69 in der Leitung 70, zu einer Leitung 1Λ und so zu einem offenen Vorratsbehälter 72,zu welchem der Strom durch ein Rückschlagventil 73 gesteuert wird, welches einen vorbestimmten öffnungsdruck aufweist. Die Leitung 71 weist außerdem ein Überdruckventil 74 zum Auslaß des Druckes in der Leitung 36 auf, jedoch arbeitet dieses überdruckventil unter normalen Bedingungen, wie sie hier beschrieben werden, lediglich als Rückschlagventil in der Leitung 71.

Der offene Vorratsbehälter 72, der Bestandteil des Vorratsbehälters 11 sein kann, ist außerdem an das Motorgehäuse durch die Leitung 75 angeschlossen, so daß ein Mi-

109882/10S5

nimaldruck im Motorgehäuse durch den zurückgehaltenen öffnungsdruck des Bückschlagventiles 73 aufrechterhalten wird. Dieser Druck wird in Übereinstimmung mit dem notwendigen hydraulischen Druckdifferential gewählt, das erzeugt werden muß, ehe die freie Drehung des Nockenringes des Hydraulikmotors zugelassen wird.

Wenn das Steuerventil 56 für den freien Fall "betätigt wird, fließt Hydraulikflüssigkeit aus der Leitung 36 diagonal durch das Ventil 56 in die Leitung 62 und durch die Drossel 63 in die Leitung 55* durch das Wechselventil 51 in die Bremsleitung 52, um so den Bremszylinder 48 zu betätigen. Gleichfalls fließt Hydraulikflüssigkeit aus der Leitung 55 zu der an ein Paar (Erommelventile 76, 77 angeschlossene Leitung 67 j welche somit betätigt werden. Der niedrigere hydraulische Druck in den Zylinderbohrungen des im Leerlauf laufenden Motors 4-3, der durch die Ventile 78, 79 festgelegt wird, wird in einen offenen Behälter durch die Ventile 76, 77 bei ihrer Betätigung ausgelassen. Nach Betätigung des Steuerventiles 56 für den freien Fall wird der Druck im Gehäuse des Motors 4-3 durch öffnen d-es Überdruckventiles 74- aufrechterhalten, so daß der Strom von Hydraulikflüssigkeit zur Leitung 71 fortgesetzt wird. Der im Motorgehäuse durch das Ventil 73 aufrechterhaltene Druck ist größer als der Druck in den Zylinderbohrungen des Motors und die Kolben werden durch den im Motorgehäuse herrschenden hydraulischen Druck radial nach innen geschoben, so daß die zuvor beschriebenen Antriebsvorrichtungen außer Eingriff mit dem Nockenring bewegt werden.

Entsprechend wird, da die Trommelventile 76, 77 lediglich durch einen relativ geringen Steuerdruck betätigt werden, und der Bremszylinder 48 einen wesentlich höheren Betäti-

109882/1095

210175Q

gungsdruck aufweist, die Bremse etwas gelüftet, nachdem die Motorkolben verschoben wurden.

Beim Betrieb wurde gefunden, daß, falls der Druck in den Bohrungen der Motorzylinder auf eine sehr geringe Grosse verringert werden kann, ein Druck von 1.4 bis 2.6 kg/cm bei einem Hydraulikmotor der beschriebenen Art ausreicht, der ein max
entwickelt.

der ein maximales Drehmoment von 75· 3 kgm pro 7 kg/cm

Um die Kolben schneller vom Nockenring zu entfernen oder um altetnativ die Verwendung eines niedrigeren Druckes im Motorgehäuse zu ermöglichen, kann die verfügbare Zuführung von Bydraulikflussigkeit zum Gehäuse des Motors 43 durch Änderung des zuvor unter Bezugnahme auf Figur 3 beschriebenen Auslegersystems vergrößert werden. Anstelle, daß die Leitung 18 (Figur 3) direkt zum Behälter 11 zurückführt, kann diese an die Leitung 71 angeschlossen werden und so zum Behälter 72 durch ein Überdruckventil 73 führen. Die Flüssigkeit von der Pumpe 10 vergrößert dann die vom kleineren Teil der hydraulischen Doppelpumpe 31 gelieferte Zufuhr und vergrößert somit die verfügbare Druckflüssigkeitsmenge für das Motorgehäuse, die dem Bedarf dann entspricht, wenn die Kolben zurückgeschoben werden sollen.

Um den freien Fall der Last zu beenden, wird das Steuerventil 56 für den freien Fall in die in der Zeichnung veranschaulichte Lage zurückbewegt. Es herrscht jedoch kein hydraulischer Druck in den Zufuhr- und Auspuffleitungen 59» 58 des Motors. Es muß ein positiver Druck, der größer als der Druck im Motorgehäuse ist, schnell erzeugt werden, um den Motor 43 wieder zur Betätigung der Flaschen-

109882/1095

zugwinde betriebsbereit zu machen. Diese Entwicklung von hydraulischem Arbeitsdruck im Motor 43 zur Verschiebung der Kolben radial nach außen, um die Antriebsvorrichtungen wieder in Eingriff mit dem Nockenring zu bringen, wird erreicht, wenn das Steuerventil 56 für den freien Fall in die in der Zeichnung veranschaulichte Lage zurückbewegt wird. Wenn das Ventil 56 in dieser Lage ist, fließt die Hydraulikflüssigkeit aus der Leitung 46 nunmehr durch die Leitung 68 und kann die beiden Rückschlagventile 80, 81 in der mit den Motorleitungen 58, 59 verbundenen Leitung 82 überwinden. Die wirksamen Öffnungsdrücke dieser Ventile 80, 81 sind niedriger eingestellt als der Druck des Rückschlagventiles 69, wodurch der minimale Arbeitsdruck,der durch die Anordnung der Ventile 78 und 79 bestimmt ist, schnell wieder hergestellt wird. Gleichfalls fließt die Hydraulikflüssigkeit zum Vorratsbehälter 11 aus der Bremsleitung 52 durch das Wechselventil 51 durch die Leitung 55» durch die Drossel 63 in der Leitung 62 und durch das Ventil 56 zur Leitung 57· Diese Anordnung bildet den Auspuff des Bremszylinders 48, der somit entlastet wird und es wird die Bremse angezogen. Die Trommelventile 76 und 77 sind gleichfalls wieder durch das Absinken des Druckes in der Leitung 67 entlastet, wobei ein Einweg-Drosselventil 84 in der Leitung 67 eine Drosselvorrichtung bildet, welche das Entlasten der Trommelventiles 76, 77 für eine kurze Zeit verzögert, um zu gewährleisten, daß die Bremse etwas angezogen ist, ehe die Motorkolben nach außen verschoben werden und so die Antriebsvorrichtung wieder in Eingriff bringen. Die Piaschenzugwinde ist dann bereit zum Betrieb unter Steuerung des Ventiies 38.

Es ist klar ersichtlich, daß die öffnungs- und Begrenzungs drücke in Beziehung auf eine spezielle Anwendung mit einem

109882/1095

speziellen Motor und Pumpenkapazität berechnet werden und es kann somit eine abgewandelte Form eines hydraulischen Kreislaufes anders als der gerade beschriebene zur Erzielung gleicher Ergebnisse Verwendung finden, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen. In der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung jedoch wird eine einfache Arbeitsweise und Steuerung erreicht, und es sind weitere Vorteile offensichtlich. Es soll hervorgehoben werden, daß die Dreiwegeventile 14, 27 und 58 derart angeordnet sind, daß wenn irgendeines dieser Ventile in der Nullstellung ist, so wenn z.B. die Zugmaschine im Leerlauf läuft, die Hydraulikflüssigkeit direkt in den Behälter 11 zurückgeleitet wird, ohne daß sie durch die dazugehörigen hydraulischen Kreise geleitet wird. Diese Anordnung ist besonders vorteilhaft, da hierdurch die Überhitzung der Hydraulikflüssigkeit verhindert wird, und von zusätzlichen ölkühlern abgesehen werden kann.

Die Betätigung der Bremse der Flaschenzugwinde ist synchron mit der Betriebsbereitschaft des Hydraulikmotors, wodurch eine Ausfallsicherheit gegeben ist. Hinzu kommt, daß die Kopplung des Ablaßventiles 64 an das Steuerventil 58 des Motors der Flaschenzugwinde eine weitere Ausfallsicherung bildet. Sämtliche manuell betätigbare Steuerventile sind vom "Todmann^M-Typ und federn in die Null-Lage zurück.

Weiterhin ist es, falls ein Fehler in der Versorgung von Hydraulikflüssigkeit zum Windenmotor 45 des Flaschenzuges auftreten sollte, trotzdem möglich, den freien Fall zu betätigen, im zum Beispiel eine aufgehängte Last freizulassen. Dies Ist möglich, da die Zufuhr an Hydraulikflüssigkeit ZUT Betätigung des Subsystems für den freien Fall vcc ^egengewicht3system genommen wird.

'^03882/1095

Mit dem erfindungsgemäßen System kann ein Wippkran völlig mittels eines hydraulischen Systems unter Verwendung von Hydraulikmotoren der beschriebenen Art gesteuert und betrieben werden. Hierdurch wird die Gesamtkompliziertheit und das Gewicht von hydraulisch/mechanischen Anordnungen vermindert.

Obwohl die vorzugsweise Ausführungsform der Erfindungyim Vorangegangenen unter Bezugnahme auf die Betätigung und Steuerung der Winden und Gegengewichte einer Bohrlegevorrichtung, die an einer Zugmaschine angebracht werden kann, beschrieben wurde, ist es für den Fachmann auf dem Gebiet klar ersichtlich, daß die Erfindung gleichfalls in der ursprünglichen Ausstattung der Zugmaschine verwendet werden kann oder gleichfalls in anderen Vorrichtungen, wie z.B. einfache Hebezeuge, Auslegerkrane und Winden zum Schleppen oder Baggern durch entsprechende Änderung der Hydrauliksysteme .

Sämtliche in der Beschreibung erkennbaren und in den Zeichnungen dargestellten technischen Einzelheiten sind für die Erfindung von Bedeutung.

die J

109882/1095

Claims (16)

1. PAiEENiEANSPKUCHE

   pystem zur Betätigung und Steuerung hydraulisch begebener Winden, Hebezeuge, Haspeln und dergleichen, die durch einen Hydraulikmotor angetrieben werden, der einen feststehenden Zylinder mit einer Anzahl radialer Bohrungen aufweist, in denen ^e verschiebliche Kolben angeordnet sind, von denen jeder eine dazugehörige Antriebsvorrichtung aufweist, wobei ein Nockenring mit Nockenflächen in Eingriff mit den Antriebsvorrichtungen steht, und Vorrichtungen zur wahlweisen Zufuhr von Hydraulikflüssigkeit zu den Bohrungen zur radialen Verschiebung der Kolben in vorbestimmter Folge vorgesehen sind, und der Eingriff unter Druck der Antriebsvorrichtungen mit den Nockenflächen den Nockenring dreht, und das System Pump vorrichtungen aufweist, um Hydraulikflüssigkeit zu dem Hydraulikmotor zu speisen, dadurch gekennzeichnet , daß verbesserte Freilaufvorrichtungen zum Aufbringen eines hydraulischen Druckdifferentiales auf die Kolben (7) des Hydraulikmotors vorgesehen sind, um die Kolben (7) radial nach innen zu verschieben und so die dazugehörigen Antriebsvorrichtungen (9) aus der Berührung mit den Nockenflächen des Nockenringes (8) zu bringen, wodurch sich der Nockenring (8) dann frei drehen kann.
2. 2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Freilaufvorrichtungen Mittel zum Aufbringen eines hydraulischen Druckes im Inneren eines Gehäuses des Motors aufweisen, wobei der Druck bei Betätigung der Frei-

   109882/1095

   laufvorrichtungen höher ist als der in den Zylinderbohrungen herrschende Druck.
3. 3. System nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Frei laufvorrichtungen Mittel aufweisen, um bei Betätigung der Freilaufvorrichtungen den in den Zylinderbohrungen herrschenden hydraulischen Druck zu verringern. J
4. 4-, System nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß in den Frei laufvorrichtungen der hydraulische Druck im Inneren des Motorgehäuses ständig aufrechterhalten wird.
5. 5. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frei lauf vorrichtung Ventilvorrichtungen (56) zur Betätigung der Vorrichtung aufweist.
6. 6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Frei lauf vorrichtung Mittel (73) vorgesehen sind, um einen stehenden. Druck in den Zylinderbohrungen aufrechtzuerhalten, wenn d@r Motor im Leerlauf läuft, wo- d bei eine Quelle hydraulisches. Druckes (31) mit dem Inneren des Gehäuses des Motors (3-3) verbunden ist und die \ Ventilvorrichtung (56) derart ausgebildet ist, daß sie bei Betätigung Vorrichtungen (38, 64, 76, 77) zum Auslassen des stehenden Druckes aus den Zylinderbohrungen des Motors (4-3) betätigt. ■
7. 7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß

   das Innere des Motorgehäuses zur hydraulischen Druck- i stelle (31) nicht nur geöffnet ist, wenn die Ventilvor- ^s richtung (5β) betätigt wird.

   109882/1S3S
8. 8. System nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilvorrichtung (56) derart ausgebildet ist, daß sie bei der Rückkehr in ihre Normallage nach der Betätigung eine Quelle hydraulischen Druckes (31) an die Zylinderbohrungen des Motors (43) anschließt, um den stehenden Druck wieder aufzubauen.
9. 9. System nach Anspruch 6 oder 7* dadurch gekennzeichnet, daß es an der Windenanordnung eine normalerweise angezogene Bremse aufweist und hydraulische Vorrichtungen (48) zum Lüften der Bremse bei Beaufschlagung der Zylinderbohrungen mit hydraulischem Druck zum Antrieb des Motors (43) vorgesehen sind, wobei die Ventilvorrichtungen (56) derart ausgebildet sind, daß sie bei Betätigung die Bremslüftvorrichtungen mit hydraulischem Druck beaufschlagen, wobei die Freilaufvorrichtungen Mittel (63, 51, 76, 77) aufweisen, um zu gewährleisten, daß das Entlassen des Druckes aus den Zylinderbohrungen vor Lüften der Bremse auftritt.
10. 10. System nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilvorrichtung (56) derart ausgebildet ist, daß sie bei Rückkehr in ihre Normallage nach der Betätigung eine Quelle hydraulischen Druckes (31) an die Zylinderbohrungen des Motors (43) zum Wiederaufbau des stehenden Druckes anschließt, wobei Mittel (56, 80, 81, 78, 79, 61, 63) vorgesehen sind, die gewährleisten, daß die Bremse angezogen wird, bis der stehende Druck wieder erzeugt ist.
11. 11. System nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es handbetätigte Steuervorrichtungen für den Motor (43) aufweist, wobei

    109882/1095

    die Freilaufvorricbtungen Mittel (64) einschließen, die an die Motorsteuerung angekuppelt sind, um zu gewährleisten, daß die Freilaufvorrichtungen nur betätigt werden können, wenn sich die Motorsteuerung in der abgeschalteten Lage befindet.
12. 12. System nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Freilaufvorrichtung verbundene hydraulische Druck von einer Quelle (31) oder mehreren einzelnen Quellen bezogen wird, die getrennt von den den Motor (4-3) versorgenden Pump vorrichtungen sind.
13. 13. Ein Kran, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Hubwerk mit einem eine Freilaufvorrichtung einschließenden System nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche aufweist, mit bewegbaren Gegengewichtsvorrichtungen zum Ausgleich der Last an dem Hubwerk und zweiten Pumpvorrichtungen einschließende hydraulische Vorrichtungen zur Bewegung der Gegengewichtsvorrichtungen, wobei der hydraulische Druck für die Freilaufvorrichtungen von den zweiten Pumpvorrichtungen geliefert wird.
14. 14. Ein Kran nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen zum Bewegen der Gegengewichtsvorrichtungen ein zweites Steuerungsmittel für den Kranführer aufweisen und derart ausgebildet sind, daß der hydraulische Druck zur Betätigung der Freilaufvorrichtung nur verfügbar ist, wenn das zweite Steuerungsmittel in der ausgeschalteten Lage befindlich ist.

    109882/1095
15. 15. Fördereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein hydraulisches System mit leerlaufvorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 12 aufweist.
16. 16. Wippkran, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Hubwerk mit Frei lauf vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12 und hydraulisch betätigte Vorrichtungen zum Wippen des Auslegers aufweist.

    17· Rohrlegevorriehtung, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Sattel 1 aufweist, der quer auf einer Zugmaschine befestigbar ausgebildet ist, wobei hydraulisch gesteuerte Gegengewichte (2) auf der einen Seite des Sattels (1), und ein Auslegerbaum (4) auf der anderen Seite des Sattels angeordnet sind, und hydraulisch angetriebene Winden (3) zum Verschwenken des Auslegers (4) vorgesehen sind und ein Kabelflaschenzug (5) von dem Ausleger (4) herabhängt, der gleichfalls hydraulisch angetriebene Hubwindvorrichtungen zum Aufhaspeln des Kabels aufweist, wobei die Hubvorrichtungen Freilaufvorrichtungen nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 12 einschließen.

    109882/1095