DE2229347C2

DE2229347C2 - Hydraulically controlled and powered bucket wheel excavator

Info

Publication number: DE2229347C2
Application number: DE19722229347
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr.-Ing.; Alpers Günther Dipl.-Ing.; 4600 Dortmund; Gerber Jürgen 5843 Ergste Heusler
Original assignee: O&K Orenstein and Koppel GmbH
Current assignee: CNH Industrial Baumaschinen GmbH
Filing date: 1972-06-16
Publication date: 1976-07-22

Description

erten und angetriebenen Schaufelradbaggers nach der Erfinuung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigterten and powered bucket wheel excavators according to the Erfinuung is shown in the drawing. It shows

ρ i g. 1 eine Seitenansicht des hydraulisch angetriebenen Schaufelradbaggers undρ i g. 1 is a side view of the hydraulically powered bucket wheel excavator and FIG

pig. 2 einen Ausschnitt einer Schaltungsanordnung d^er Hydraulikkreise des hydraulisch angetriebenen und gesteuerten Schaufelradbaggers.pig. 2 shows a detail of a circuit arrangement ^he d hydraulic circuits of the hydraulically powered and controlled bucket wheel excavator.

Nach Fig. 1 weist der Schaufelradbagger einen _auf Raupenfahrwerken 1 vcrfahrbaren Unterbau 2 auf auf dem der einen Bedienungsstand 3 tragende Oberbau 4 mittels eines hydraulischen Drehantriebs 5 um eine senkrechte Achse 6 schwenkbar gelagert ist. Der das mit den Schaufein 7 a versehene Schaufelrad? tragende Schaufelradausleger 8 ist mit seinem hinteren Ende in Schwenklagern 9 am Oberbau 4 in senkrechter Ebene schwenkbar gelagert; diese Höhenverschwenkung erfolgt mittels eines Hydraulikzylinders 10. Der Drehantrieb des Schaufelrades 7 erfolet durch einen hydraulischen Schaufelradantrieb 11 Auf dem Schaufelradausleger 8 ist ein zur Abför- : derung des Baggergutes dienendes Förderband 12 gelagert. Von dem Förderband 12 wird das Fördergut auf ein Verladeband 13 übergeben, das auf einem Abwurfausleger 14 gelagert ist, der ebenfalls um die Achse 6 gegenüber dem Oberbau 4 horizontal und um ein Drehgelenk 15 mittels eines Hydraulikzylinders 16 vertikal verschwenkbar ist.According to Fig. 1 of the bucket wheel has a _au f crawler chassis 1 vcrfahrbaren base 2 on to the supporting superstructure 3 is mounted by means of a hydraulic rotary actuator 4 5 6 pivotable about a vertical axis of an operation status. The paddle wheel provided with the blades 7 a? load-bearing bucket wheel arm 8 is pivotably mounted with its rear end in pivot bearings 9 on the superstructure 4 in a vertical plane; this vertical pivoting takes place by means of a hydraulic cylinder 10. The rotary drive of the bucket wheel 7 is effected by a hydraulic bucket wheel drive 11. The conveyed goods are transferred from the conveyor belt 12 to a loading belt 13, which is mounted on a discharge boom 14, which can also be pivoted horizontally around the axis 6 relative to the superstructure 4 and vertically around a swivel 15 by means of a hydraulic cylinder 16.

Ein dem hydraulischen Schaufelradantrieb 11 zugeordneter Hydraulikmotor 20 ist über Leitungen 24, 25 und eine Druckleitung 29 c und über der Versorgung von Hydraulikmotoren 30« und 30/) für den Antrieb der Fahrwerke dienende Steuerschieber und Leitungen 29 a und 29 ft mit Pumpen 21 a. 21 b und 22 a, 22 ft verbunden, die als Doppelpumpen 21 und 22 ausgebildet sind. Das Ein- und Ausschalten sowie die Druckabsicherung des Hydraulikmotors 20 geschieht über ein vorgesteuertes Druckbegrenzungsventil 34 mit Druckentlastung und über ein Wegeventil 23. Die dem Fahrantrieb dienenden Hydraulikmotoren 30 a und 30 ft können über Leitungen 31a bis 31 d, die Steuerschieber, die als 6/3 Wegeventile 28a und 28 ft ausgebildet sind, sowie Leitungen 26 und 27 mit den Pumpen 21 b und 22 ft verbunden werden. Die Fördermengen der Pumpen 21 « und 21 ft bzw. 22 α und 22 ft werden in Abhängigkeit vom erzeugten Druck über ihnen zugeordnete Leistungsregler 32 bzw. 33 von Null bis zum maximalen Druck geregelt. ,^u A hydraulic motor 20 assigned to the hydraulic bucket wheel drive 11 is via lines 24, 25 and a pressure line 29 c and via the supply of hydraulic motors 30 ″ and 30 /) for driving the chassis serving control slide and lines 29 a and 29 ft with pumps 21 a. 21 b and 22 a, 22 ft connected, which are designed as double pumps 21 and 22. The switching on and off as well as the pressure protection of the hydraulic motor 20 takes place via a pilot-operated pressure relief valve 34 with pressure relief and via a directional control valve 23. The hydraulic motors 30 a and 30 ft serving the travel drive can be connected via lines 31 a to 31 d, the control spools, which are 6 / 3 directional control valves 28a and 28 ft are formed, and lines 26 and 27 are connected to the pumps 21 b and 22 ft. The delivery rates of the pumps 21 ″ and 21 ft or 22 α and 22 ft are regulated as a function of the pressure generated via the power regulators 32 and 33 assigned to them from zero to the maximum pressure. , ^ u

Die Verstellung einer dem Schwenken des Oberbaus 4 zugeordneten Pumpe 42 geschieht über eine mit ihr verbundene Verstelleinheit 43, die nach dem Prinzip der Druckfolgesteuerung arbeitet. In der Nullage wird die Pumpe 42 durch Federn 49 a und 49 ft zentriert. Die Verstelleinheit 43 ist über Leitungen 48 a und 48 ft, einen die Druckhöhe in den Leitungen 48 a und 48 ft verändernden Handstcuergebcr 44 und eine Stcuerleilung 45 mit einer Druckmiltelquelle 54 verbunden. Unabhängig vom Handsteuerceber 44 kann der über die Sieucrleitung 45 zugeführtc Steuerdruck mittels eines Leistungsbegrcnzunosventils 46 verändert weiden, dessen Verstellung in Abhängigkeit von dem in der Druckleitung -Jc herrschenden Druck geschieht, welcher dem Lustungsbegrcnzungsvciuil 46 über cmc Sleuerlcitung 47 zugeführt wird.The adjustment of a pump 42 assigned to the pivoting of the superstructure 4 takes place via a adjustment unit 43 connected to it, which works on the principle of pressure sequence control. In the The pump 42 is centered at zero position by springs 49 a and 49 ft. The adjustment unit 43 is via lines 48 a and 48 ft, a handstcuergebcr changing the pressure level in lines 48 a and 48 ft 44 and a control line 45 connected to a pressure medium source 54. Independent of the hand control transmitter 44, the control pressure supplied via the control line 45 can be controlled by means of a power limiting valve 46 changed pasture, its adjustment depending on the pressure in the pressure line -Jc prevailing pressure happens, which the pleasure limitation valve 46 is supplied via cmc sleeve line 47.

Die Arbeitsweise isi wie folgt: Hs wird davon ausgegangen, daß die Drch/ah „;„„ Antriebsmaschine 50 und damit die Drehzahl der über ein Getriebe 51 mit der Antriebsmaschine 50 verbundenen Pumpen 21a, 21 ft, 22 a, 22 ft und 42 konstant ist. Solange der Bedienungsmann keinen Antrieb des Schaufelrades 7 wünscht, befindet sich das Wegeventil 23 des vorgesteuerten Druckbegrenzungsventils 34 in einer Schaltstellung I. Damit sind die Leitungen 24, 25, 26 und 27 über das vorgesteuerte Druckbegrenzungsventil 34 drucklos mit dem Hydrauiikfiüssigkeiisbehäiter 52 verbunden. Zum ίο Verfahren des Schaufelradbaggers müssen die Steuerschieber je nach gewünschter Fahrtrichtung aus ihrer Neutralstellung heraus in eine Bedienungsstellung verstellt werden. Hierbei wird das von den Pumpen 21 fc bzw. 22 ft über die Leitung 26 bzw. 27 gefördeite Drucköl je nach gewählter Schaltstellung den Leitungen 31a bis 31c zugeführt. Gleichzeitig wird der Zufluß zu den Leitungen 29 α und 29 ft gesperrt. Soll das Schaufelrad? gedreht bzw. sein Hydraulikmotor 20 betätigt werden, so muß das Wegeventil 23 au des vorgesteuerten Druckbegrenzungsventils 34 in eine Schaltstellung II gebracht werden. Hierdurch wird der drucklose Umlauf der Doppelpumpen 21 und 22 gesperrt, und das von den Pumpen 21 α, 21 ft, 22 α und 22 b geförderte Drucköl gelangt über die gemeinsame Druckleitung 29 c zum Hydraulikmotor 20 und fließt nach Verrichtung der Arbeit drucklos dem Hydraulikflüssigkeitsbehälter 52 zu. Steigt infolge erhöhten Grabwiderstandes der Öldruck in der Druckleitung 29 c, so verringern die über Leitungen 32« und 32 fa bzw. 33 a und 33/) mit diesem Druck in Verbindung stehenden Leistungsregler 32 und 33 die Fördermenge!! der Doppelpumpen 21 und 22.The mode of operation is as follows: It is assumed that the drive machine 50 and thus the speed of the pumps 21a, 21 ft, 22 a, 22 ft and 42 connected to the drive machine 50 via a gearbox 51 are constant is. As long as the operator does not want the paddle wheel 7 to be driven, the directional control valve 23 of the pilot operated pressure relief valve 34 is in a switching position I. This means that the lines 24, 25, 26 and 27 are connected to the hydraulic fluid reservoir 52 without pressure via the pilot operated pressure relief valve 34. To move the bucket wheel excavator, the control slides must be moved from their neutral position into an operating position depending on the desired direction of travel. Here, the pressure oil conveyed by the pumps 21 fc or 22 ft via the line 26 or 27 is fed to the lines 31a to 31c depending on the selected switching position. At the same time, the inflow to lines 29 α and 29 ft is blocked. Should the paddle wheel? rotated or its hydraulic motor 20 actuated, the directional control valve 23 on the pilot operated pressure relief valve 34 must be brought into a switching position II. As a result, the unpressurized circulation of the double pumps 21 and 22 is blocked, and the pressurized oil delivered by the pumps 21 α, 21 ft, 22 α and 22 b reaches the hydraulic motor 20 via the common pressure line 29 c and, after the work has been carried out, flows without pressure to the hydraulic fluid container 52 to. If the oil pressure in the pressure line 29c rises as a result of increased digging resistance, the power regulators 32 and 33 connected to this pressure via lines 32 ″ and 32 fa or 33 a and 33 /) reduce the delivery rate !! of the double pumps 21 and 22.

Ein zum horizontalen Schwenken des Oberbaus 4 dienender Hydraulikmotor 40 ist über Leitungen 41« und 41 ft in einem geschlossenen Kreislauf mit der Pumpe 42 verbunden, deren Fördcrrichtung umkehrbar ist. Wenn der Handsteuergeber 44 in Neutralstcllung ist, ist die Pumpe 42 ebenfalls in ihrer Neutralstdlung, d. h., in den Leitungen 41a und 41 ft 40 findet keine Förderung von Drucköl statt. Lenkt nun der Bedienungsmann einen Handhebel 44 a des Handsteucrgebers 44 aus seiner Neutralstdlung um einen gewissen Betrag nach rechts oder links aus, so gelangt das durch die Steuerleitung 45 von der 45 Druckquelle 54 ankommende Steueröl je nach Auslenkung des Handhebels 44 α entweder über die Leitung 48 α oder über die Leitung 48 ft zu der Verstelleinheit 43. Der in der Leitung 48 a oder 48 ft herrschende Steuerdruck ist proportional zum Auslenk-50 weg des Handhebels 44 α am Handsteuergeber Folglich findet auch nur eine proportionale Bewegung der Vcrslclleinhcit 43 gegenüber den Federn 49 α bzw. 49 ft statt. Im Nebenschluß der Steuerleitung 45 befindet sich das Leistungsbegre.izungsvenül 55 46; dieses ist über die Steucrleitung 47 mit der zum Hydraulikmotor 20 führenden Druckleitung 29 c verbunden. Da der Widerstand an den Grabkanten der Schaufeln 7 α und damit infolge der Leistungsregelung der Doppelpumpen 21 und 22 die Drehzahl des fio Schaufel! ades 7 bzw. die Schiittungszahl sehr stark son der Vorsciiubgeschwindigkeit, (i. h. von der Sehwenkgesehwindigkeii des Oberbau·-4 abhängig ist. ist eine Regelung der Schwenkgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom (irabwidcrstand vorgesehen. Dies 65 wird dadurch erreicht, daß der in der Druckleitung 29 c herrschende Druck eine Verstellung des Diuekcinstellwcrtcs des Leistungsbegrcn/ungsventils über die Steucilcitiing 47 vornimmt. Wenn tue Dreh-A hydraulic motor 40, which is used to pivot the superstructure 4 horizontally, is connected via lines 41 'and 41' in a closed circuit to the pump 42, the conveying direction of which is reversible. When the manual control transmitter 44 is in the neutral position, the pump 42 is also in its neutral position, that is, there is no delivery of pressurized oil in the lines 41 a and 41 ft 40. If the operator now deflects a hand lever 44 a of the hand control transmitter 44 from its neutral position to the right or left by a certain amount, the control oil arriving through the control line 45 from the pressure source 54 either passes through the line 48, depending on the deflection of the hand lever 44 a α or via the line 48 ft to the adjustment unit 43. The control pressure prevailing in the line 48 a or 48 ft is proportional to the deflection 50 of the hand lever 44 α on the hand control transmitter α or 49 ft instead. In the shunt of the control line 45 is the Leistungsbegre.izungsvenül 55 46; this is connected via the control line 47 to the pressure line 29c leading to the hydraulic motor 20. Since the resistance at the grave edges of the shovels 7 α and thus the speed of the fio shovel! ades 7 or the number of crossings very much but the advance speed (which depends on the swiveling speed of the superstructure -4.) a regulation of the swivel speed is provided depending on the irab resistance. This is achieved by the fact that the pressure in the pressure line 29c prevailing pressure an adjustment of the Diuekcinstellwcrtcs of the power limiting valve via the control element 47 makes.

zahl des Schaufelrades 7 und damit die SchüUungs- terbreclnmg des Schwenkvorganges. Ein Herausfah-number of the paddle wheel 7 and thus the SchüUungs- terbreclnmg the pivoting process. A challenge

zahl geringer wird, wird proportional dazu im Lei- ren aus dieser kritischen Stellung ist durch enlgegen-number becomes smaller, it is in proportion to the loss of this critical position is due to opposing

stungsbegrenzungsventil 46 der über die Steuerlei- gesetzte Betätigung des Handhebels 44 a jederzeitstungsbegrenzungsventil 46 the actuation of the hand lever 44 a via the control line at any time

tung 45 ankommende Steuerdruck reduziert. Somit möglich.device 45 incoming control pressure is reduced. So possible.

findet eine Überlagerung der Regelung des von der 5 Nach Beendigung eines Schnittes im Blockbetrieb Druckmittelquelle 54 zur Verstelleinheit 43 wirksa- muß der Schaufelradbagger um Spantiefc in Arbeitsmen Steuerdruckes gegenüber dem Handsteuergeber richtung verfahren werden. Hierzu müssen vom Be-44 statt. Hat nun der Bedienungsmann den Handhe- dienungsmann die Steuerschieber betätigt werden bei 44 α des Handsteuergebers 44 voll ausgelenkt, Das über die Leitungen 26 und 27 ankommende d.h. die Pumpe 42 auf maximale Förderung ge- ίο Drucköl wird hierbei von den Leitungen 29a und bracht, so bewirkt die Druckreduzierung im Lei- 29 b abgetrennt und mit den Leitungen 31 α bis 31 d stungsbegrenzungsventil 46 ein Zurückschwenken je nach Stellung der Steuerschieber verbunden. Eine der Pumpe 42, d.h. eine Verringerung der Förder- optimale Manövrierfähigkeit des Schaufelradbaggers menge, was wiederum eine Verringerung der Dreh- wird dadurch erzielt, daß die eine Kette des Raupenzahl am Hydraulikmotor 40 bedeutet. Um zu verhin- 15 fahrwerks 1 vorwärts und die andere Kette in umgedern, daß durch Unachtsamkeit des Bedienungsman- kehrter Drehrichtung angetrieben wird. Zur Erzißnes der das Schaufelrad 7 tragende Schaufelradausle- lung der optimalen Leistungsausnutzung beim Einger 8 mit dem das Verladeband 13 tragenden Abwurf- schneiden des Schaufelrades 7 in das Grabgut und ausleger 14 kollidiert, können die Leitungen 48 a gleichzeitigem Vorfahren werden die in den Leitun- bzw. 48 b über durch nicht näher bezeichnete End- 20 gen 24, 25, 26 und 27 herrschenden Drücke in der schalterund 2/2 Wegeventile 53 α bzw. 53 b drucklos Leistungsreglern 32 bzw. 33 addiert, so daß d'i« gemacht werden. Dies bedeutet ein Zurückschwen- Drehzahl des Schaufelrades 7 vom Vorschubwider ken der Pumpe 42 in ihre Neutrallage, d. h. eine Un- stand beeinflußt ist.there is a superimposition of the regulation of the pressure medium source 54 to the adjustment unit 43 effective after the end of a cut in block operation- the bucket wheel excavator must be moved to Spantiefc in Arbeitsmen control pressure compared to the manual control transmitter direction. To do this, the Be-44 must take place. If the operator has now actuated the control slider at 44 α of the manual control transmitter 44, the pump 42 arriving via the lines 26 and 27, ie the pump 42, is pumped to its maximum capacity causes the pressure reduction in the line 29 b separated and connected to the lines 31 α to 31 d stungsbegrenzungsventil 46 a pivoting back depending on the position of the control slide. One of the pumps 42, that is, a reduction in the optimal maneuverability of the bucket wheel excavator, which in turn reduces the amount of rotation, is achieved in that one chain of the number of caterpillars on the hydraulic motor 40 means. In order to prevent running gear 1 forwards and the other chain reversed that the wrong direction of rotation is driven due to inattention on the part of the operator. To determine the paddle wheel support carrying the paddle wheel 7, the optimal utilization of power at the Einger 8 collides with the discharge cutting of the paddle wheel 7 carrying the loading belt 13 into the excavated material and boom 14, the lines 48 a can be simultaneously anterior which are in the lead or 48 b over pressures prevailing through unspecified ends 24, 25, 26 and 27 in the switch and 2/2-way valves 53 α and 53 b unpressurized output regulators 32 and 33 are added, so that d'i «are made . This means that the speed of rotation of the paddle wheel 7 is swiveled back from the feed force of the pump 42 into its neutral position, that is to say that an unsteadiness is influenced.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

1 ^y 21 ^y 2

Claims: drive and for each drive of two rooms

L Hydraulically controlled and driven pen trolleys, each with its own hydraulic circuit

Have bucket wheel excavators with adjustable pumps and barrel.

Hydraulic circuit with hydraulic motors - In a known bucket wheel excavator, the run for the bucket wheel drive, for the 5 swivel speed of the excavator superstructure and horizontal pivoting of the bucket wheel from the bucket wheel boom on electrical fcgers supporting superstructure serving drive ways by engaging different counter- and for each drive of two caterpillar level levels depending on the Schwenkwinfahrwerke, each of which has its own hydraulic circuit of the Schaufelradauslegcrs regulated in such a way that they run, characterized in that the hydraulic motor (20) of the show pivoting decreasing depth of cut increases. In the case of two pumps (21 α and 22 a) of this circuit arrangement with a fan wheel drive (11), the soil condition can be assigned which is not taken into account by the digging resistance of the fenheit, so that a fan wheel (7) influenced, the change in constant power consumption does not guarantee the pump delivery rate. 15 is steady. Also connected to the known bucket wheel regulator (32 and 33) is that an excavator-expensive and failure-prone electrical control line (47), which is used by a hydraulic drive and control element, is used.
Motor (20) of the bucket wheel drive (11) - In another known bucket wheel excavator, the pressure line ( 29c) branches off, with a line an electrical control is provided, by means of which the limiting valve (46) is connected, which does not control the swivel speed is only arranged in a control circuit as a function of the ability to adjust the delivery rate, which decreases when swiveling, and to change the depth, but also as a function of the demand for the delivery direction, via line deficiency. This electrical control has gene (48 α and 48 b) with a manual control transmitter an electrical drive of the entire device (44) connected adjustment unit (43) for the prerequisite in 25. Because of the need to regulate a closed circuit pump, a Leonard unit is required to convert the high-voltage (42) to operate the hydraulic motor (40) three-phase current into direct current for horizontal swiveling of the superstructure (4). Such an electric drive is stopped, and that the conveying flows of the vehicle are manoeuvrable and prone to failure. Here, too, pumps (21 b and 22 b) assigned to work can suddenly occur at 30 changes in the nature of the ground, switched-off hydraulic motors (30 α and in particular obstacles or large stones with the 30 δ) of the chassis drive via lines (29 a known arrangement in the Conveying operation only covered and 29 b) the hydraulic motor (20) for which to be seen when they are brought to the attention of the bucket wheel drive (11). The operator.

2. Hydraulically controlled and driven 35 The invention is based on the object that Bucket wheel excavator according to claim 1, characterized thereby with relatively little structural effort indicates that the power regulator (32 and, accordingly, the Ar-33) are designed as a total power controller. beitsvweise a bucket wheel excavator independently front

3. Hydraulically controlled and powered operator can be controlled so that bucket wheel excavator according to claim 1 or 2, da- 40 with variable digging resistance a constant characterized by that the flow of the current digging performance is achieved and that even with pumps (21 b and 22 b ) for the occurrence of solid ground inclusions, z. B. large drives via 6/3 directional control valves (28 a, 28 b) in their stones, getting stuck and damaging parts neutral position of the hydraulic motor (20) for the bucket wheel excavator is avoided.
Bucket wheel drive (11) are supplied, while this task is achieved according to the invention in that it is triggered by actuation in one or the other switching position that the hydraulic motor of the bucket wheel is assigned a drive in the same or opposite direction of two pumps, which are connected to the direction of rotation of the Hydraulic motors (30 a and digging resistance of the bucket wheel influenced, the 30 b) of the chassis drives, and that changing the pump delivery rate, unfortunately unpressurized return flow of the delivery flows of the 50 stung regulator are connected, that a control line pumps (21 α, 22 α and 21 b, 22) via a device, which takes place from a pressure relief valve (34) to the hydraulic motor of the actuator. fclradantriebs leading pressure line branches off, with

4. Hydraulically controlled and driven one power limiting valve is connected, bucket wheel excavator according to one of claims 1 which is arranged in a control circuit, the one to 3, characterized in that the 55 for adjusting the delivery rate and changing the manual control transmitter (44) to the adjusting unit ( 43) serving the conveying direction, via lines with leading lines (48 a and 48 b) via 2/2 a manual control transmitter connected adjusting device directional valves (53 a and 53 fr) with the hydraulic system for the working fluid container (52) in a closed circuit are connectable. tending pump to operate the hydraulic motor

Contains 60 for the horizontal pivoting of the superstructure.

and that the delivery flow of the pumps assigned to the chassis when the hydraulic

The invention relates to a hydraulic rock. '! - motors of the chassis drives via lines

and driven bucket wheel excavator with hydraulic motor for the bucket wheel drive

adjustable pumps and Hulraiilikniotoren-65 lead.

the hydraulic circuits for the paddle wheel drive. Further features of the invention are the subject matter

and for the. the horizontal pivoting of the de: "Claims 2 to 4.

Schaul'elradaiislcger load-bearing superstructure serving in the execution example of a hydraulically controlled