EP1085205B1 - Hydraulic drive - Google Patents
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- EP1085205B1 EP1085205B1 EP00120568A EP00120568A EP1085205B1 EP 1085205 B1 EP1085205 B1 EP 1085205B1 EP 00120568 A EP00120568 A EP 00120568A EP 00120568 A EP00120568 A EP 00120568A EP 1085205 B1 EP1085205 B1 EP 1085205B1
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- drive apparatus
- distributor
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03C—POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINES DRIVEN BY LIQUIDS
- F03C1/00—Reciprocating-piston liquid engines
- F03C1/02—Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders
- F03C1/04—Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders with cylinders in star or fan arrangement
- F03C1/0447—Controlling
- F03C1/045—Controlling by using a valve in a system with several pump or motor chambers, wherein the flow path through the chambers can be changed, e.g. series-parallel
Definitions
- the present invention relates to a hydraulic drive device, in particular a rotary device for excavator gripper and the like, with a stationary component and a moving component, in particular a stator and a rotor, at least two arranged between the fixed component and the moving component, at least partially separated hydraulic lines common hydraulic connections connectable pressure chambers which are alternately and successively pressurized with hydraulic fluid and thereby expandable and relieved and compressible via the hydraulic connections in such a way that moves the moving component relative to the stationary component, and a control device for controlling the supply and discharge of Hydraulic fluid in this way between the pressure chambers and the common hydraulic connections.
- Such drive devices are known, for example, as axial or radial piston motors (see for example GB915231). But also vane motors and gear motors fall under this.
- the invention has the object of providing a drive device of the type mentioned in such a way that these problems do not occur.
- the drive device should be equipped with a braking device that is as light as possible and takes up little space.
- the braking device should be as reliable as possible.
- shut-off device is provided in a portion of the hydraulic line of at least one pressure chamber, which it does not share with the other pressure chambers, through which a drainage of hydraulic fluid from the pressure chamber is prevented.
- a shut-off device is provided on at least two pressure chambers, which are pressurized in diametrically opposite phases. This ensures that the braking effect occurs regardless of the position of the moving component immediately. It is also possible to provide all pressure chambers with a shut-off device in order to further improve the braking effect.
- the braking device according to the invention is basically used in all types of drive devices of the type mentioned, such as axial and radial piston drives, vane drives and gear drives.
- the control device can also be designed in various ways, for example as a plan distributor or radial distributor. But also an electrical or electronic control device in conjunction with a path or angle measuring is possible. It is essential that the shut-off devices are arranged in the separate sections of the hydraulic lines of the pressure chambers, so that when closing the shut-off device, an exchange of hydraulic fluid between the individual pressure chambers is prevented.
- the invention can be used both with endlessly rotatable drive devices and with drive devices which can only be rotated to a limited extent, and in principle also with translationally moved drive devices.
- the shut-off device is automatically controlled in dependence on the operating state of the drive device. This ensures that the shut-off automatically opens upon actuation of the drive device and locks when stopping the drive device.
- the shut-off device can be unlocked directly via the drive pressure of the hydraulic fluid. This can be done in a structurally inexpensive way a control of the shut-off device in dependence on the operating state of the drive device.
- the pressure chambers are each formed as a piston pressure chamber of a piston-cylinder arrangement which is fixedly connected to one of the two elements, moving component and stationary component, and whose piston is supported via a rolling body on the other element.
- a piston-cylinder arrangement which is fixedly connected to one of the two elements, moving component and stationary component, and whose piston is supported via a rolling body on the other element.
- Such an arrangement is, for example, a radial piston drive or an axial piston drive, which have proven to be particularly advantageous as a rotating device for excavator grippers and the like.
- a curved path is rotatably connected to the other element, on which run the rolling body of the piston.
- the pistons are cyclically loaded in such an arrangement such that the piston and the curved path are continuously rotated in one direction relative to one another.
- the curved path can be arranged on the rotor or on the stator. Accordingly, the pistons with the other element, ie stator or rotor, rotatably connected.
- Such a configuration has the advantage that the rotor has a fixed axis of rotation.
- the pistons are provided with sealing rings, in particular piston seals. This prevents that hydraulic fluid can escape through the annular gap between the piston and cylinder from the piston pressure chamber, so that a complete blockage of the drive device is made possible.
- the control device is designed as a radial distributor, with a circular cross-section having distributor cylinder and a corresponding circular cylindrical manifold receptacle in which the distributor cylinder is rotatably guided, wherein the distributor cylinder with one of the two elements, stator and rotor, rotatably connected and the receptacle is arranged in the other element, and wherein the mutually separated sections of the hydraulic lines of the pressure chambers open into the manifold receptacle and alternately depending on the relative rotational position of the distributor cylinder and distributor receptacle on existing in the lateral surface of the distributor cylinder recesses and successively with a first annular groove provided in the distributor receptacle, which is connected to a first hydraulic connection, and a second, which is likewise seen in the receiving device Ring groove, which is connected to a second hydraulic connection, are connected.
- the two hydraulic connections serve to supply and discharge of hydraulic fluid to the drive device
- Distribution cylinder and distributor intake are such Device automatically rotated with the rotation of the rotor against each other and thereby control the supply and discharge of hydraulic fluid between the individual pressure chambers and the hydraulic connections via the opening into the manifold receiving individual hydraulic lines. The control is done in a cost effective and safe way.
- the radial distributor is in the receptacle between a first position in which the portion of the hydraulic line at least one pressure chamber, which it does not have in common with the other pressure chambers, is closed, and a second position in which it is open , axially movable. Due to the axial displaceability of the radial distributor, the operation of the shut-off devices for braking the drive device can be realized in a simple manner.
- the sections of the hydraulic lines are closed in the first position of the radial distributor by the lateral surface of the distributor cylinder, while they are connected in the second position via the recesses in the lateral surface with the first or the second annular groove.
- the shut-off takes place in this embodiment so on the sliding fit of the distributor cylinder in the recording.
- a further embodiment of the invention is in a portion of the hydraulic line at least one pressure chamber, this not with the other pressure chambers in common, each having a shut-off valve which is adjustable against the force of a return spring via a plunger in an open position, which plunger is guided in a recess opening into the receptacle of the radial distributor and is supported on the lateral surface of the distributor cylinder, wherein in the lateral surface is provided with an annular groove, in which the plunger engages in the first axial position of the distributor cylinder with its free end, so that the shut-off valve is closed, while the plunger is held in the open position in the second axial position of the distributor cylinder by its lateral surface.
- shut-off valves By such shut-off valves a complete blockage of the hydraulic lines is possible.
- a complete blocking of the rotating device can be achieved. Hydraulic fluid can not escape between the distributor cylinder and distributor intake, nor between the piston and cylinder from the pressure chambers of the blocked pistons.
- the distributor cylinder has an axial Druckanstell structure to control its axial displacement.
- the axial displacement of the distributor cylinder is thereby made possible in a simple manner.
- the pressure contact surface of the distributor cylinder can be acted upon by drive pressure oil.
- the distributor cylinder can be automatically moved axially upon actuation of the drive device and the braking device thereby be solved. External control is also possible.
- an axially displaceable sleeve can also be provided, which comprises the distributor and locks the hydraulic lines opening into the receptacle in an axial position and releases them in the other axial position.
- a particular advantage of the embodiment with axially displaceable distributor cylinder is also that the drive device can be constructed identical with and without brake device.
- the distributor cylinder In the variant without braking device only the distributor cylinder must be correspondingly formed axially longer, or it must be provided a suitable spacer to prevent axial displacement of the distributor cylinder.
- a pilot-operated check valve is arranged in a section of the hydraulic line at least one pressure chamber, which does not have this in common with the other pressure chambers.
- the flow of hydraulic fluid through the hydraulic lines is thus not controlled via the distributor cylinder.
- check valves are provided in the hydraulic lines, through which the pressure chambers are closed due to the existing hydraulic pressure there, when the check valves are not unlocked. This also makes complete blocking of the drive device possible.
- the unlocking of the check valves is carried out according to a further embodiment of the invention preferably via the drive pressure oil. This again ensures that the braking device upon actuation of the drive device automatically resolved. External control is also possible.
- a pressure limiting valve is arranged in at least one pressure chamber. This prevents damage to the drive device when too large a torque acts on the moving component when the drive device is locked.
- a pressure relief valve is provided in all pressure chambers. As a result, damage to the drive device can be prevented particularly effectively.
- the hydraulic drive device shown in Fig. 1 comprises a stator 1, which is connectable, for example, with an excavator boom, not shown, and a rotatably mounted on the stator about an axis I.
- Rotor 2 on which, for example, a digging grab, also not shown, can be fastened.
- stator 1 and rotor 2 can also be mounted vice versa, so that the stator 1 to the rotor and the rotor 2 to the stator.
- the drive acting between stator 1 and rotor 2 comprises a plurality of piston-cylinder arrangements 3 arranged radially in relation to the axis of rotation I in the stator 1.
- the cylinders of the piston-cylinder arrangements 3 are each formed by a recess 4 of circular cross-section in the stator 1 in which a piston 5 is displaceably guided in the radial direction. Between the radially inner base 6 of the recess 4 and the piston 5, a piston pressure chamber 7 is formed in each case. In this piston pressure chamber 7 each have a compression spring 8 is arranged, which is supported on the base 6 of the recess 4 and the piston 5 urges radially outward.
- a roller-shaped rolling body 9 is provided in each case, which is rotatably mounted on the piston 5 about an axis II parallel to the axis II on the piston 5.
- compression spring 8 of the rolling body 9 is urged against a cam track 10 which is provided on the rotor 2, the piston 5 opposite.
- the distance of the cam track 10 from the rotation axis I changes cyclically around the rotation axis I between a maximum distance in which the piston 5 is extended, and a minimum distance in which the piston 5 is retracted.
- the piston pressure chamber 7 of the piston-cylinder assemblies 3 is in each case via a hydraulic channel 11 with a provided in the stator 1 central recess 12 in connection whose free cross-section substantially the shape of a extending in the direction of the axis I circular cylinder has and which serves as a distributor receptacle.
- a distributor cylinder 13 is also used with a substantially circular cross section, which is rotatably supported by the receptacle 12 about the rotation axis I and slidably guided between a first axial position and a second axial position.
- the first axial position of the distributor cylinder 13 is determined by the bottom 14 of the receptacle 12, the second axial position by the rotor 2, which is rotatably connected to the stator 1 about the axis I.
- the rotor 2 is rotatably connected to the stator 1 about the axis I.
- About a engaging in an end-side recess 15 of the distributor cylinder 13 entrainment pin 16 of the distributor cylinder 13 is rotatably connected to the rotor 2.
- a first annular groove 18 is introduced, which is connected via a hydraulic channel 19 with a first hydraulic connection 20. Furthermore, in the inner peripheral surface 17 of the receptacle 12, a second annular groove 21 is introduced, which is connected via a hydraulic passage 22 with a second hydraulic connection 23.
- hydraulic connections 20 and 23 for example, coming from an excavator boom forth hydraulic lines are connected, which serve for the supply and discharge of hydraulic fluid.
- About recesses 24 in the cylinder jacket surface 25 of the distributor cylinder 13 leading to the piston pressure chambers 7 hydraulic channels 11 are alternately connected in succession with one annular groove 18 and the other annular groove 21 in dependence on the rotational position of the distributor cylinder 13. In this way, the pressure chambers 7 are applied alternately with hydraulic pressure oil and relieved.
- the piston 5 can retract radially into the recess 4 and the rolling body 9 on the curved path 10 uphill, so roll radially inward.
- the rotor 2 continues to rotate in the same direction about the axis of rotation I.
- the pressure chambers 7 of the other piston-cylinder assemblies 3 are alternately acted upon and relieved with hydraulic fluid, so that a continuous movement.
- the distributor cylinder 13 has a pressure contact surface 26 which is directed transversely to the axis of rotation I and can be acted upon by drive pressure via an annular space 27 formed between distributor cylinder 13 and distributor receptacle 12, which can be connected to the hydraulic fluid supply via a hydraulic channel 28.
- a changeover valve 29 ensures that the annular space 27 is acted upon by hydraulic fluid in both directions of rotation of the device.
- the distributor cylinder 13 Upon application of the annular space 27 with hydraulic fluid, the distributor cylinder 13 is moved axially against the force of a restoring spring 30 in the direction of the rotor 2. Upon relief of Druckanstell procedure 26, the distributor cylinder 13 moves away under the force of the return spring 30 from the rotor 2 until the distributor cylinder 13 abuts the bottom 14 of the receptacle 12. This position is shown in Fig. 1. It remains between the distributor cylinder 13 and receptacle 12, a small annular space 27, via which the distributor cylinder 13 can be acted upon again with hydraulic fluid.
- the recesses 24 While in the second position of the distributor cylinder 13, not shown here, the recesses 24 each connect an annular space 18 or 21 to the hydraulic channels 11 of the piston-cylinder assemblies 3, in the first axial position of the distributor cylinder 13 shown in FIG , Rather, the recesses 24 are connected only to the annular channel 18 or only to a hydraulic channel 11.
- the annular groove 21 and a part of the hydraulic channels 11, however, is closed by the lateral surface 25 of the distributor cylinder 13.
- no hydraulic fluid can flow out of the piston pressure chambers 7. It only occurs a certain leakage between distributor cylinder 13 and receptacle 12. However, the rotor is braked against rotation relative to the stator 1, since the pistons 5 can not or only very slowly enter the recesses 4 according to the amount of leakage.
- one piston piston 5 is in each case connected to the piston pressure chamber 7 connected and in the low pressure space 31 between the rotor 2 and stator 1 opening pressure relief valve 32 is provided.
- a shut-off valve 33 is arranged in the hydraulic channels 11 between the piston pressure chamber 7 and receptacle 12, which is displaceable via a plunger 34 against the force of a return spring 35 in the open position.
- the plunger 34 is guided in a recess 36 between the hydraulic channel 11 and receptacle 12 and is supported by its free end 37 on the cylinder jacket surface 25 of the distributor cylinder 13 from.
- an annular groove 38 is introduced, in which the plunger 34 can retract with its free end 37 when the distributor cylinder 13 is in its position remote from the rotor 2.
- the drive basically agrees with the two previous variants.
- the distributor cylinder 13 is not axially displaceable here.
- a pilot-operated check valve 39 is arranged in the hydraulic lines 11 between the piston pressure chambers 7 and the receptacle 12, through which the piston pressure chambers 7 are completely shut off.
- the first variant of the drive device according to the invention acts as a brake
- the second and third variants lead to a blocking of the drive device.
- one or the other variant can be selected.
- the brake or Blokkier worn is structurally inexpensive, little space consuming and light. In addition, it is reliable. In particular, no functional impairment occurs due to contamination and wear.
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulische Antriebsvorrichtung, insbesondere Drehvorrichtung für Baggergreifer und dergleichen, mit einem feststehenden Bauteil und einem bewegten Bauteil, insbesondere einem Stator und einem Rotor, mindestens zwei zwischen dem feststehenden Bauteil und dem bewegten Bauteil angeordneten, über mindestens abschnittsweise voneinander getrennte Hydraulikleitungen an gemeinsame Hydraulikanschlüsse anschließbaren Druckkammern, die über die Hydraulikanschlüsse in einer solchen Weise abwechselnd und nacheinander mit Hydraulikflüssigkeit druckbeaufschlagbar und dadurch expandierbar sowie entlastbar und komprimierbar sind, daß sich das bewegte Bauteil relativ zum feststehenden Bauteil bewegt, und einer Steuereinrichtung zum Steuern der Zu- und Abfuhr der Hydraulikflüssigkeit in dieser Weise zwischen den Druckkammern und den gemeinsamen Hydraulikanschlüssen.The present invention relates to a hydraulic drive device, in particular a rotary device for excavator gripper and the like, with a stationary component and a moving component, in particular a stator and a rotor, at least two arranged between the fixed component and the moving component, at least partially separated hydraulic lines common hydraulic connections connectable pressure chambers which are alternately and successively pressurized with hydraulic fluid and thereby expandable and relieved and compressible via the hydraulic connections in such a way that moves the moving component relative to the stationary component, and a control device for controlling the supply and discharge of Hydraulic fluid in this way between the pressure chambers and the common hydraulic connections.
Derartige Antriebsvorrichtungen sind beispielsweise als Axial- oder Radialkolbenmotor bekannt (siehe z.B. GB915231). Aber auch Flügelzellenmotoren und Zahnradmotoren fallen hierunter.Such drive devices are known, for example, as axial or radial piston motors (see for example GB915231). But also vane motors and gear motors fall under this.
Bei der Verwendung derartiger Antriebsvorrichtungen als Drehvorrichtung für Baggergreifer und dergleichen tritt das Problem auf, daß der Greifer bei Desaktivierung der Antriebsvorrichtung verdrehbar bleibt. Ein solches Verdrehen bei desaktivierter Antriebsvorrichtung ist aber in vielen Fällen unerwünscht. Es werden daher Bremsvorrichtungen vorgesehen, um ein Verdrehen des Greifers bei desaktivierter Drehvorrichtung zu verhindern.When using such drive devices as a rotating device for excavator gripper and the like, the problem arises that the gripper remains rotatable upon deactivation of the drive device. However, such twisting when the drive device is deactivated is in many cases undesirable. Therefore, brake devices are provided to prevent twisting of the gripper when the rotary device is deactivated.
So ist es beispielsweise bekannt, zwischen Stator und Rotor der Drehvorrichtung eine Lamellenbremse anzuordnen, bei welcher lamellenartig ausgebildete Bremsscheibenpaare gegeneinander preßbar sind, um ein Verdrehen von Rotor gegenüber Stator zu verhindern. Solche Bremsvorrichtungen bedeuten natürlich ein zusätzliches Gewicht, und benötigen zusätzlichen Bauraum. Bei über Reibung wirkenden Bremsen besteht außerdem das Problem, daß diese durch Verschmutzung und Verschleiß in ihrer Funktion beeinträchtigt werden.For example, it is known to arrange a multi-disc brake between the stator and the rotor of the rotary device, in which disk-like pairs of brake disks can be pressed against one another to prevent rotation of the rotor relative to the stator. Of course, such braking devices add weight, and require extra space. When acting on friction brakes also has the problem that they are affected by pollution and wear in their function.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß diese Probleme nicht auftreten. Insbesondere soll die Antriebsvorrichtung mit einer Bremsvorrichtung ausgerüstet werden, die möglichst leicht ist und wenig Platz beansprucht. Außerdem soll die Bremsvorrichtung möglichst betriebssicher sein.The invention has the object of providing a drive device of the type mentioned in such a way that these problems do not occur. In particular, the drive device should be equipped with a braking device that is as light as possible and takes up little space. In addition, the braking device should be as reliable as possible.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in einem Abschnitt der Hydraulikleitung mindestens einer Druckkammer, den diese nicht mit den anderen Druckkammern gemeinsam hat, eine Absperreinrichtung vorgesehen ist, durch welche ein Abfließen von Hydraulikflüssigkeit aus der Druckkammer verhindert wird.This object is achieved in that a shut-off device is provided in a portion of the hydraulic line of at least one pressure chamber, which it does not share with the other pressure chambers, through which a drainage of hydraulic fluid from the pressure chamber is prevented.
Durch Sperren der Hydraulikleitung bleibt die Hydraulikflüssigkeit in der Druckkammer eingesperrt. Da Hydraulikflüssigkeit praktisch inkompressibel ist, wird ein Weiterdrehen der Antriebsvorrichtung verhindert, im Idealfall vollständig blockiert. Bevorzugt ist dabei eine Absperreinrichtung an mindestens zwei Druckkammern vorgesehen, die in diametral entgegengesetzten Phasen druckbeaufschlagt werden. Hierdurch wird erreicht, daß die Bremswirkung unabhängig von der Stellung des bewegten Bauteils sofort eintritt. Es ist auch möglich, alle Druckkammern mit einer Absperreinrichtung zu versehen, um die Bremswirkung weiter zu verbessern.By locking the hydraulic line, the hydraulic fluid remains trapped in the pressure chamber. Since hydraulic fluid is virtually incompressible, further rotation of the drive device is prevented in the Ideally completely blocked. Preferably, a shut-off device is provided on at least two pressure chambers, which are pressurized in diametrically opposite phases. This ensures that the braking effect occurs regardless of the position of the moving component immediately. It is also possible to provide all pressure chambers with a shut-off device in order to further improve the braking effect.
Die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung ist grundsätzlich bei allen Arten von Antriebsvorrichtungen der eingangs genannten Art einsetzbar, wie Axial- und Radialkolbenantrieben, Flügelzellenantrieben und Zahnradantrieben. Die Steuereinrichtung kann dabei ebenfalls in verschiedener Weise ausgebildet sein, beispielsweise als Planverteiler oder Radialverteiler. Aber auch eine elektrische oder elektronische Steuereinrichtung in Verbindung mit einer Weg- bzw. Winkelmeßeinrichtung ist möglich. Wesentlich ist, daß die Absperreinrichtungen in den voneinander getrennten Abschnitten der Hydraulikleitungen der Druckkammern angeordnet sind, damit bei Schließen der Absperreinrichtung ein Austausch von Hydraulikflüssigkeit zwischen den einzelnen Druckkammern verhindert wird. Die Erfindung ist außerdem sowohl bei endlos verdrehbaren Antriebsvorrichtungen als auch bei nur beschränkt verdrehbaren Antriebsvorrichtungen einsetzbar, sowie grundsätzlich auch bei translatorisch bewegten Antriebsvorrichtungen.The braking device according to the invention is basically used in all types of drive devices of the type mentioned, such as axial and radial piston drives, vane drives and gear drives. The control device can also be designed in various ways, for example as a plan distributor or radial distributor. But also an electrical or electronic control device in conjunction with a path or angle measuring is possible. It is essential that the shut-off devices are arranged in the separate sections of the hydraulic lines of the pressure chambers, so that when closing the shut-off device, an exchange of hydraulic fluid between the individual pressure chambers is prevented. In addition, the invention can be used both with endlessly rotatable drive devices and with drive devices which can only be rotated to a limited extent, and in principle also with translationally moved drive devices.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Absperreinrichtung automatisch in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Antriebseinrichtung steuerbar. Damit wird erreicht, daß die Absperreinrichtung bei Betätigung der Antriebsvorrichtung automatisch öffnet und bei Stillsetzen der Antriebsvorrichtung sperrt.According to one embodiment of the invention, the shut-off device is automatically controlled in dependence on the operating state of the drive device. This ensures that the shut-off automatically opens upon actuation of the drive device and locks when stopping the drive device.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Absperreinrichtung unmittelbar über den Antriebsdruck der Hydraulikflüssigkeit entsperrbar. Damit kann in konstruktiv unaufwendiger Weise eine Steuerung der Absperreinrichtung in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Antriebsvorrichtung erfolgen.According to a further embodiment of the invention, the shut-off device can be unlocked directly via the drive pressure of the hydraulic fluid. This can be done in a structurally inexpensive way a control of the shut-off device in dependence on the operating state of the drive device.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Druckkammern jeweils als ein Kolbendruckraum einer Kolben-Zylinder-Anordnung ausgebildet, die mit einem der beiden Elemente, bewegtes Bauteil und feststehendes Bauteil, fest verbunden ist und deren Kolben sich über einen Abrollkörper an dem anderen Element abstützt. Bei einer solchen Anordnung handelt es sich beispielsweise um einen Radialkolbenantrieb oder einen Axialkolbenantrieb, die sich als Drehvorrichtung für Baggergreifer und dergleichen als besonders vorteilhaft herausgestellt haben.According to a further embodiment of the invention, the pressure chambers are each formed as a piston pressure chamber of a piston-cylinder arrangement which is fixedly connected to one of the two elements, moving component and stationary component, and whose piston is supported via a rolling body on the other element. Such an arrangement is, for example, a radial piston drive or an axial piston drive, which have proven to be particularly advantageous as a rotating device for excavator grippers and the like.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung als Drehvorrichtung mit Rotor und Stator ist mit dem anderen Element eine Kurvenbahn drehfest verbunden, auf welcher die Abrollkörper der Kolben laufen. Durch die abwechselnde Druckbeaufschlagung der Druckkammern werden die Kolben bei einer solchen Anordnung derart zyklisch belastet, daß Kolben und Kurvenbahn kontinuierlich in einer Richtung gegeneinander verdreht werden. Dabei kann die Kurvenbahn an dem Rotor oder an dem Stator angeordnet sein. Entsprechend sind die Kolben mit dem jeweils anderen Element, also Stator oder Rotor, drehfest verbunden. Eine solche Ausgestaltung hat den Vorteil, daß der Rotor eine feste Drehachse aufweist.According to a further embodiment of the invention as a rotating device with rotor and stator, a curved path is rotatably connected to the other element, on which run the rolling body of the piston. As a result of the alternating pressurization of the pressure chambers, the pistons are cyclically loaded in such an arrangement such that the piston and the curved path are continuously rotated in one direction relative to one another. In this case, the curved path can be arranged on the rotor or on the stator. Accordingly, the pistons with the other element, ie stator or rotor, rotatably connected. Such a configuration has the advantage that the rotor has a fixed axis of rotation.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Kolben mit Dichtringen, insbesondere Kolbendichtungen, versehen. Hierdurch wird verhindert, daß Hydraulikflüssigkeit durch den Ringspalt zwischen Kolben und Zylinder aus dem Kolbendruckraum entweichen kann, so daß eine vollständige Blockierung der Antriebsvorrichtung ermöglicht wird.According to a further embodiment of the invention, the pistons are provided with sealing rings, in particular piston seals. This prevents that hydraulic fluid can escape through the annular gap between the piston and cylinder from the piston pressure chamber, so that a complete blockage of the drive device is made possible.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung als Drehvorrichtung mit Rotor und Stator ist die Steuereinrichtung als Radialverteiler ausgebildet, mit einem einen kreisförmigen Querschnitt aufweisenden Verteilerzylinder und einer entsprechend kreiszylindrischen Verteileraufnahme, in welcher der Verteilerzylinder verdrehbar geführt ist, wobei der Verteilerzylinder mit einem der beiden Elemente, Stator und Rotor, drehfest verbunden und die Aufnahme in dem anderen Element angeordnet ist, und wobei die voneinander getrennten Abschnitte der Hydraulikleitungen der Druckkammern in die Verteileraufnahme münden und in Abhängigkeit von der relativen Drehstellung von Verteilerzylinder und Verteileraufnahme über in der Mantelfläche des Verteilerzylinders vorhandene Ausnehmungen abwechselnd und nacheinander mit einer in der Verteileraufnahme vorgesehenen ersten Ringnut, die an einen ersten Hydraulikanschluß angeschlossen ist, und einer ebenfalls in der Aufnahmevorrichtung gesehenen zweiten Ringnut, die an einen zweiten Hydraulikanschluß angeschlossen ist, verbunden sind. Die beiden Hydraulikanschlüsse dienen dabei zur Zu- und Abfuhr von Hydraulikflüssigkeit zur Antriebsvorrichtung, wobei durch wechselnde Verwendung der Anschlüsse für die Zufuhr und die Abfuhr die Drehrichtung der Vorrichtung gewählt werden kann.According to a further embodiment of the invention as a rotating device with rotor and stator, the control device is designed as a radial distributor, with a circular cross-section having distributor cylinder and a corresponding circular cylindrical manifold receptacle in which the distributor cylinder is rotatably guided, wherein the distributor cylinder with one of the two elements, stator and rotor, rotatably connected and the receptacle is arranged in the other element, and wherein the mutually separated sections of the hydraulic lines of the pressure chambers open into the manifold receptacle and alternately depending on the relative rotational position of the distributor cylinder and distributor receptacle on existing in the lateral surface of the distributor cylinder recesses and successively with a first annular groove provided in the distributor receptacle, which is connected to a first hydraulic connection, and a second, which is likewise seen in the receiving device Ring groove, which is connected to a second hydraulic connection, are connected. The two hydraulic connections serve to supply and discharge of hydraulic fluid to the drive device, wherein the direction of rotation of the device can be selected by changing the use of the connections for the supply and the discharge.
Die Verwendung eines solchen Radialverteilers hat sich in der Praxis bewährt. Verteilerzylinder und Verteileraufnahme werden bei einer solchen Vorrichtung automatisch mit der Drehung des Rotors gegeneinander verdreht und steuern dadurch die Zu- und Abfuhr von Hydraulikflüssigkeit zwischen den einzelnen Druckkammern und den Hydraulikanschlüssen über die in die Verteileraufnahme mündenden einzelnen Hydraulikleitungen. Die Steuerung erfolgt dadurch in kostengünstiger und sicherer Weise.The use of such a radial distributor has proven itself in practice. Distribution cylinder and distributor intake are such Device automatically rotated with the rotation of the rotor against each other and thereby control the supply and discharge of hydraulic fluid between the individual pressure chambers and the hydraulic connections via the opening into the manifold receiving individual hydraulic lines. The control is done in a cost effective and safe way.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Radialverteiler in der Aufnahme zwischen einer ersten Stellung, in welcher der Abschnitt der Hydraulikleitung mindestens einer Druckkammer, den diese nicht mit den anderen Druckkammern gemeinsam hat, verschlossen ist, und einer zweiten Stellung, in welcher er geöffnet ist, axial verschiebbar. Durch die axiale Verschiebbarkeit des Radialverteilers kann die Betätigung der Absperreinrichtungen zum Bremsen der Antriebsvorrichtung in einfacher Weise realisiert werden.According to a further embodiment of the invention, the radial distributor is in the receptacle between a first position in which the portion of the hydraulic line at least one pressure chamber, which it does not have in common with the other pressure chambers, is closed, and a second position in which it is open , axially movable. Due to the axial displaceability of the radial distributor, the operation of the shut-off devices for braking the drive device can be realized in a simple manner.
Insbesondere sind nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Abschnitte der Hydraulikleitungen in der ersten Stellung des Radialverteilers durch die Mantelfläche des Verteilerzylinders verschlossen, während sie in der zweiten Stellung jeweils über die Ausnehmungen in der Mantelfläche mit der ersten oder der zweiten Ringnut verbunden sind. Die Absperrung erfolgt bei dieser Ausgestaltung also über den Gleitsitz des Verteilerzylinders in der Aufnahme. Damit kann zumindest eine Bremswirkung, wenn auch aufgrund der Leckage von Hydraulikflüssigkeit zwischen Verteilerzylinder und Aufnahme keine vollständige Blockierung, erzielt werden.In particular, according to a further embodiment of the invention, the sections of the hydraulic lines are closed in the first position of the radial distributor by the lateral surface of the distributor cylinder, while they are connected in the second position via the recesses in the lateral surface with the first or the second annular groove. The shut-off takes place in this embodiment so on the sliding fit of the distributor cylinder in the recording. Thus, at least one braking effect, although due to the leakage of hydraulic fluid between the distributor cylinder and recording no complete blockage can be achieved.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist in einem Abschnitt der Hydraulikleitung mindestens einer Druckkammer, den diese nicht mit den anderen Druckkammern gemeinsam hat, jeweils ein Absperrventil angeordnet, welches entgegen der Kraft einer Rückstellfeder über einen Stößel in eine Öffnungsstellung verstellbar ist, welcher Stößel in einer in die Aufnahme des Radialverteilers mündenden Ausnehmung geführt ist und sich an der Mantelfläche des Verteilerzylinders abstützt, wobei in der Mantelfläche eine Ringnut vorgesehen ist, in welche der Stößel in der ersten axialen Stellung des Verteilerzylinders mit seinem freien Ende eingreift, so daß das Absperrventil verschlossen ist, während der Stößel in der zweiten axialen Stellung des Verteilerzylinders durch dessen Mantelfläche in Öffnungsstellung gehalten wird. Durch solche Absperrventile ist eine vollständige Sperrung der Hydraulikleitungen möglich. Insbesondere in Verbindung mit den Kolbendichtringen kann dadurch eine vollständige Blockierung der Drehvorrichtung erreicht werden. Hydraulikflüssigkeit kann weder zwischen Verteilerzylinder und Verteileraufnahme noch zwischen Kolben und Zylinder aus den Druckkammern der gesperrten Kolben austreten.According to a further embodiment of the invention is in a portion of the hydraulic line at least one pressure chamber, this not with the other pressure chambers in common, each having a shut-off valve which is adjustable against the force of a return spring via a plunger in an open position, which plunger is guided in a recess opening into the receptacle of the radial distributor and is supported on the lateral surface of the distributor cylinder, wherein in the lateral surface is provided with an annular groove, in which the plunger engages in the first axial position of the distributor cylinder with its free end, so that the shut-off valve is closed, while the plunger is held in the open position in the second axial position of the distributor cylinder by its lateral surface. By such shut-off valves a complete blockage of the hydraulic lines is possible. In particular, in conjunction with the piston sealing rings, a complete blocking of the rotating device can be achieved. Hydraulic fluid can not escape between the distributor cylinder and distributor intake, nor between the piston and cylinder from the pressure chambers of the blocked pistons.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Verteilerzylinder eine axiale Druckanstellfläche zur Steuerung seiner Axialverschiebung auf. Die Axialverschiebung des Verteilerzylinders wird dadurch in einfacher Weise ermöglicht.According to a further embodiment of the invention, the distributor cylinder has an axial Druckanstellfläche to control its axial displacement. The axial displacement of the distributor cylinder is thereby made possible in a simple manner.
Insbesondere ist die Druckanstellfläche des Verteilerzylinders mit Antriebsdrucköl beaufschlagbar. Damit kann der Verteilerzylinder automatisch bei Betätigung der Antriebsvorrichtung axial verschoben und die Bremsvorrichtung dadurch gelöst werden. Eine externe Ansteuerung ist ebenfalls möglich.In particular, the pressure contact surface of the distributor cylinder can be acted upon by drive pressure oil. Thus, the distributor cylinder can be automatically moved axially upon actuation of the drive device and the braking device thereby be solved. External control is also possible.
Anstelle einer axialen Verschiebbarkeit des Verteilerzylinders kann auch eine axial verschiebbare Hülse vorgesehen sein, die den Verteiler umfaßt und die in die Aufnahme mündenden Hydraulikleitungen in einer axialen Stellung sperrt und in der anderen axialen Stellung freigibt.Instead of an axial displaceability of the distributor cylinder, an axially displaceable sleeve can also be provided, which comprises the distributor and locks the hydraulic lines opening into the receptacle in an axial position and releases them in the other axial position.
Ein besonderer Vorteil der Ausgestaltung mit axial verschiebbarem Verteilerzylinder besteht auch darin, daß die Antriebsvorrichtung mit und ohne Bremseinrichtung baugleich ausgebildet werden kann. Bei der Variante ohne Bremseinrichtung muß lediglich der Verteilerzylinder entsprechend axial länger ausgebildet werden, oder es muß eine geeignete Distanzscheibe vorgesehen werden, um ein axiales Verschieben des Verteilerzylinders zu verhindern.A particular advantage of the embodiment with axially displaceable distributor cylinder is also that the drive device can be constructed identical with and without brake device. In the variant without braking device only the distributor cylinder must be correspondingly formed axially longer, or it must be provided a suitable spacer to prevent axial displacement of the distributor cylinder.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist in einem Abschnitt der Hydraulikleitung mindestens einer Druckkammer, den diese nicht mit den anderen Druckkammern gemeinsam hat, ein entsperrbares Rückschlagventil angeordnet. Bei dieser Ausgestaltung wird der Durchfluß von Hydraulikflüssigkeit durch die Hydraulikleitungen also nicht über den Verteilerzylinder gesteuert. Statt dessen sind in den Hydraulikleitungen Rückschlagventile vorgesehen, durch welche die Druckkammern aufgrund des dort vorhandenen Hydraulikdruckes verschlossen sind, wenn die Rückschlagventile nicht entsperrt werden. Auch hierdurch ist eine vollständige Blockierung der Antriebsvorrichtung möglich.According to a further embodiment of the invention, a pilot-operated check valve is arranged in a section of the hydraulic line at least one pressure chamber, which does not have this in common with the other pressure chambers. In this embodiment, the flow of hydraulic fluid through the hydraulic lines is thus not controlled via the distributor cylinder. Instead, check valves are provided in the hydraulic lines, through which the pressure chambers are closed due to the existing hydraulic pressure there, when the check valves are not unlocked. This also makes complete blocking of the drive device possible.
Die Entsperrung der Rückschlagventile erfolgt nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung bevorzugt über das Antriebsdrucköl. Dadurch wird wieder erreicht, daß die Bremsvorrichtung bei Betätigung der Antriebsvorrichtung automatisch gelöst wird. Eine externe Ansteuerung ist ebenfalls möglich.The unlocking of the check valves is carried out according to a further embodiment of the invention preferably via the drive pressure oil. This again ensures that the braking device upon actuation of the drive device automatically resolved. External control is also possible.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist in mindestens einer Druckkammer ein Druckbegrenzungsventil angeordnet. Damit wird eine Beschädigung der Antriebsvorrichtung verhindert, wenn ein zu großes Drehmoment bei blockierter Antriebsvorrichtung auf das bewegte Bauteil wirkt. Bevorzugt ist in allen Druckkammern ein Druckbegrenzungsventil vorgesehen. Dadurch kann eine Beschädigung der Antriebsvorrichtung besonders wirksam verhindert werden.According to a further embodiment of the invention, a pressure limiting valve is arranged in at least one pressure chamber. This prevents damage to the drive device when too large a torque acts on the moving component when the drive device is locked. Preferably, a pressure relief valve is provided in all pressure chambers. As a result, damage to the drive device can be prevented particularly effectively.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Es zeigen, jeweils in schematischer Darstellung,
- Fig. 1
- einen Querschnitt durch eine erste Variante der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung,
- Fig. 2
- einen Querschnitt durch eine zweite Variante der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung und
- Fig. 3
- einen Querschnitt durch eine dritte Variante der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung.
- Fig. 1
- a cross section through a first variant of the drive device according to the invention,
- Fig. 2
- a cross section through a second variant of the drive device according to the invention and
- Fig. 3
- a cross section through a third variant of the drive device according to the invention.
Die in Fig. 1 dargestellte hydraulische Antriebsvorrichtung umfaßt einen Stator 1, welcher beispielsweise mit einem nicht dargestellten Baggerausleger verbindbar ist, und einen am Stator um eine Achse I drehbar gelagerten Rotor 2, an dem beispielsweise ein ebenfalls nicht gezeigter Baggergreifer befestigbar ist. Stator 1 und Rotor 2 können aber auch umgekehrt montiert werden, so daß der Stator 1 zum Rotor und der Rotor 2 zum Stator wird. Der zwischen Stator 1 und Rotor 2 wirkende Antrieb umfaßt eine Mehrzahl von radial zur Drehachse I im Stator 1 angeordneten Kolben-Zylinder-Anordnungen 3. Die Zylinder der Kolben-Zylinder-Anordnungen 3 werden jeweils durch eine im Querschnitt kreiszylindrische Ausnehmung 4 im Stator 1 gebildet, in welcher ein Kolben 5 in Radialrichtung verschiebbar geführt ist. Zwischen dem radial innenliegenden Grund 6 der Ausnehmung 4 und dem Kolben 5 ist jeweils ein Kolbendruckraum 7 ausgebildet. In diesem Kolbendruckraum 7 ist jeweils eine Druckfeder 8 angeordnet, die sich am Grund 6 der Ausnehmung 4 abstützt und den Kolben 5 radial nach außen drängt.The hydraulic drive device shown in Fig. 1 comprises a
Auf der dem Kolbendruckraum 7 abgewandten Seite des Kolbens 5 ist jeweils ein walzenförmiger Abrollkörper 9 vorgesehen, welcher am Kolben 5 um eine zur Achse I parallele Achse II verdrehbar am Kolben 5 gelagert ist. Durch die auf den Kolben 5 wirkende Druckfeder 8 wird der Abrollkörper 9 gegen eine Kurvenbahn 10 gedrängt, die am Rotor 2 den Kolben 5 gegenüberliegend vorgesehen ist. Der Abstand der Kurvenbahn 10 von der Drehachse I ändert sich um die Drehachse I herum zyklisch zwischen einem maximalen Abstand, in welchem der Kolben 5 ausgefahren ist, und einem minimalen Abstand, in welchem der Kolben 5 eingefahren ist.On the side facing away from the piston pressure chamber 7 side of the piston 5, a roller-shaped rolling body 9 is provided in each case, which is rotatably mounted on the piston 5 about an axis II parallel to the axis II on the piston 5. By acting on the piston 5 compression spring 8 of the rolling body 9 is urged against a
Der Kolbendruckraum 7 der Kolben-Zylinder-Anordnungen 3 steht jeweils über einen Hydraulikkanal 11 mit einer im Stator 1 vorgesehenen zentralen Ausnehmung 12 in Verbindung, deren freier Querschnitt im wesentlichen die Form eines sich in Richtung der Achse I erstreckenden Kreiszylinders aufweist und die als Verteileraufnahme dient. In diese Aufnahme 12 ist ein Verteilerzylinder 13 mit ebenfalls im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt eingesetzt, der durch die Aufnahme 12 um die Drehachse I drehgelagert und zwischen einer ersten axialen Stellung und einer zweiten axialen Stellung verschiebbar geführt ist. Die erste axiale Stellung des Verteilerzylinders 13 wird dabei durch den Grund 14 der Aufnahme 12 bestimmt, die zweite axiale Stellung durch den Rotor 2, der mit dem Stator 1 um die Achse I drehbar verbunden ist. Über einen in eine stirnseitige Ausnehmung 15 des Verteilerzylinders 13 eingreifenden Mitnehmerstift 16 ist der Verteilerzylinder 13 mit dem Rotor 2 drehverbunden.The piston pressure chamber 7 of the piston-cylinder assemblies 3 is in each case via a hydraulic channel 11 with a provided in the
In die Innenumfangsfläche 17 der Aufnahme 12 ist eine erste Ringnut 18 eingebracht, die über einen Hydraulikkanal 19 mit einem ersten Hydraulikanschluß 20 verbunden ist. Des weiteren ist in die Innenumfangsfläche 17 der Aufnahme 12 eine zweite Ringnut 21 eingebracht, die über einen Hydraulikkanal 22 mit einem zweiten Hydraulikanschluß 23 verbunden ist. An die Hydraulikanschlüsse 20 und 23 können beispielsweise von einem Baggerausleger her kommende Hydraulikleitungen angeschlossen werden, die zur Zufuhr und zur Abfuhr von Hydraulikflüssigkeit dienen. Über Ausnehmungen 24 in der Zylindermantelfläche 25 des Verteilerzylinders 13 sind die zu den Kolbendruckräumen 7 führenden Hydraulikkanäle 11 in Abhängigkeit von der Drehstellung des Verteilerzylinders 13 abwechselnd nacheinander mit der einen Ringnut 18 und der anderen Ringnut 21 verbunden. Auf diese Weise werden die Druckräume 7 abwechselnd mit Hydraulikdrucköl beaufschlagt und entlastet.In the inner peripheral surface 17 of the receptacle 12, a first
Bei Belastung eines Druckraums 7 durch Zufuhr von Hydraulikflüssigkeit über den ersten Hydraulikanschluß 20, Kanal 19, Ringnut 18, eine Ausnehmung 24 und den zugehörigen Hydraulikkanal 11 wird der Kolben 5 der zugehörigen Kolben-Zylinder-Anordnung 3 radial nach außen gedrängt. Dadurch wird der Abrollkörper 9 dieser Kolben-Zylinder-Anordnung 3 auf der Kurvenbahn 10 hangabwärts, also radial nach au-ßen bewegt, so daß der Kolben 5 radial ausfahren kann. Das heißt, da die Kurvenbahn 10 am Rotor 2 angebracht ist, bewegt sich die Kurvenbahn 10 mit dem Rotor 2 entsprechend um die Drehachse I. Nach Erreichen eines Tales der Kurvenbahn 10 wird der Hydraulikkanal 11 über die nächste Ausnehmung 24 mit der anderen Ringnut 21 verbunden, die über den Kanal 22 mit dem zweiten Hydraulikanschluß 23 verbunden ist. Nun kann der Kolben 5 radial in die Ausnehmung 4 einfahren und der Abrollkörper 9 auf der Kurvenbahn 10 hangaufwärts, also radial nach innen, abrollen. Dadurch dreht sich der Rotor 2 weiter in derselben Richtung um die Drehachse I. Entsprechend werden die Druckräume 7 der anderen Kolben-Zylinder-Anordnungen 3 abwechselnd mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt und entlastet, so daß eine kontinuierliche Bewegung entsteht. Durch Vertauschen von Zufuhr und Abfuhr der Hydraulikflüssigkeit über die Anschlüsse 20 und 23 kann die Drehrichtung der Vorrichtung umgekehrt werden.When loading a pressure chamber 7 by supplying hydraulic fluid via the first
Der Verteilerzylinder 13 weist eine quer zur Drehachse I gerichtete Druckanstellfläche 26 auf, die über einen zwischen Verteilerzylinder 13 und Verteileraufnahme 12 ausgebildeten Ringraum 27, der über einen Hydraulikkanal 28 an die Hydraulikflüssigkeitszufuhr anschließbar ist, mit Antriebsdruck beaufschlagbar ist. Über ein Wechselventil 29 ist dabei sichergestellt, daß der Ringraum 27 in beiden Drehrichtungen der Vorrichtung mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt wird.The distributor cylinder 13 has a pressure contact surface 26 which is directed transversely to the axis of rotation I and can be acted upon by drive pressure via an
Bei Beaufschlagung des Ringraumes 27 mit Hydraulikflüssigkeit wird der Verteilerzylinder 13 entgegen der Kraft einer Rückstellfeder 30 axial in Richtung auf den Rotor 2 bewegt. Bei Entlastung der Druckanstellfläche 26 entfernt sich der Verteilerzylinder 13 unter der Kraft der Rückstellfeder 30 vom Rotor 2, bis der Verteilerzylinder 13 am Grund 14 der Aufnahme 12 anschlägt. Diese Stellung ist in Fig. 1 gezeigt. Dabei verbleibt zwischen Verteilerzylinder 13 und Aufnahme 12 ein kleiner Ringraum 27, über welchen der Verteilerzylinder 13 wieder mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt werden kann.Upon application of the
Während in der hier nicht dargestellten zweiten Stellung des Verteilerzylinders 13 die Ausnehmungen 24 jeweils einen Ringraum 18 oder 21 mit den Hydraulikkanälen 11 der Kolben-Zylinder-Anordnungenen 3 verbinden, ist in der ersten in Fig. 1 dargestellten Axialstellung des Verteilerzylinders 13 keine derartige Verbindung gegeben. Vielmehr sind die Ausnehmungen 24 nur mit dem Ringkanal 18 bzw. nur mit einem Hydraulikkanal 11 verbunden. Die Ringnut 21 und ein Teil der Hydraulikkanäle 11 ist dagegen durch die Mantelfläche 25 des Verteilerzylinders 13 verschlossen. Dadurch kann aus den Kolbendruckräumen 7 keine Hydraulikflüssigkeit abfließen. Es tritt lediglich eine gewisse Leckage zwischen Verteilerzylinder 13 und Aufnahme 12 auf. Der Rotor ist aber gegenüber dem Stator 1 gegen ein Verdrehen gebremst, da die Kolben 5 nicht oder nur sehr langsam entsprechend der Leckagemenge in die Ausnehmungen 4 einfahren können.While in the second position of the distributor cylinder 13, not shown here, the
Um eine Beschädigung der Antriebsvorrichtung zu vermeiden, wenn bei Blockierung der Antriebsvorrichtung ein übergroßes Drehmoment auf den Rotor 2 wirkt, ist in dem Kolben 5 jeweils ein mit dem Kolbendruckraum 7 verbundenes und in den Niederdruckraum 31 zwischen Rotor 2 und Stator 1 öffnendes Druckbegrenzungsventil 32 vorgesehen.In order to avoid damage to the drive device when an excessive torque acts on the
Die in Fig. 2 dargestellte Variante stimmt mit der Variante von Fig. 1 weitgehend überein. Im Unterschied zu dieser ersten Variante ist hier jedoch in den Hydraulikkanälen 11 zwischen Kolbendruckraum 7 und Aufnahme 12 jeweils ein Absperrventil 33 angeordnet, welches über einen Stößel 34 entgegen der Kraft einer Rückstellfeder 35 in Öffnungsstellung verschiebbar ist. Der Stößel 34 ist dabei in einer Ausnehmung 36 zwischen Hydraulikkanal 11 und Aufnahme 12 geführt und stützt sich mit seinem freien Ende 37 an der Zylindermantelfläche 25 des Verteilerzylinders 13 ab. Außerdem ist in die Zylindermantelfläche 25 des Verteilerzylinders 13 eine Ringnut 38 eingebracht, in welche der Stößel 34 mit seinem freien Ende 37 einfahren kann, wenn sich der Verteilerzylinder 13 in seiner vom Rotor 2 entfernten Stellung befindet. Diese Situation ist in der linken Hälfte von Fig. 2 dargestellt. In dieser in die Ringnut 38 eingefahrenen Stellung des Stößels 34 ist das Absperrventil 33 geschlossen, während es bei axialer Verschiebung des Verteilerzylinders 13 in Richtung auf den Rotor 2 durch Verschieben des Stößels 34 über die Mantelfläche 25 des Verteilerzylinders 13 geöffnet wird. Diese Situation ist in der rechten Hälfte von Fig. 2 dargestellt.The variant shown in Fig. 2 is consistent with the variant of FIG. 1 largely. In contrast to this first variant, however, in each case a shut-off valve 33 is arranged in the hydraulic channels 11 between the piston pressure chamber 7 and receptacle 12, which is displaceable via a plunger 34 against the force of a return spring 35 in the open position. The plunger 34 is guided in a
Wie zuvor, sind also die Hydraulikkanäle 11 zwischen den Kolbendruckräumen 7 und der Aufnahme 12 in der ersten axialen Stellung des Verteilerzylinders 13, in welcher dieser nicht durch den Antriebsdruck beaufschlagt ist, verschlossen, während sie in der zweiten axialen Stellung des Verteilerzylinders 13, in welcher dieser durch den Antriebsdruck beaufschlagt ist, je nach Drehstellung des Verteilerzylinders 13 entweder mit der ersten Ringnut 18 oder mit der zweiten Ringnut 21 über die Ausnehmungen 24 in der Zylindermantelfläche 25 des Verteilerzylinders 13 verbunden sind. Im Unterschied zu der vorherigen Variante ist der Verschluß der Zylinderdruckräume 7 aufgrund des Einsatzes der Absperrventile 33 jedoch absolut dicht, so daß aus den Kolbendruckräumen 7 auch keine Leckageflüssigkeit austreten kann. Die Drehvorrichtung ist dadurch vollständig blockiert. Auch bei dieser Variante weisen die Kolben 5 jedoch in den Niederdruckraum 31 zwischen Stator 1 und Rotor 2 öffnende Druckbegrenzungsventile 32 auf, um eine Beschädigung der Antriebsvorrichtung bei übergroßer Kraft auf den Rotor 2 zu vermeiden.As before, thus the hydraulic channels 11 between the piston pressure chambers 7 and the receptacle 12 in the first axial position of the distributor cylinder 13, in which it is not acted upon by the drive pressure, closed, while in the second axial position of the distributor cylinder 13, in which this is acted upon by the drive pressure, depending on the rotational position of the distributor cylinder 13 either with the first
Bei der in Fig. 3 dargestellten Variante stimmt der Antrieb mit den beiden vorherigen Varianten grundsätzlich überein. Der Verteilerzylinder 13 ist hier jedoch nicht axial verschiebbar ausgebildet. Statt dessen ist in den Hydraulikleitungen 11 zwischen den Kolbendruckräumen 7 und der Aufnahme 12 jeweils ein entsperrbares Rückschlagventil 39 angeordnet, durch welches die Kolbendruckräume 7 vollständig absperrbar sind. Die Entsperrung der Rückschlagventile 39 erfolgt über den Antriebsdruck, mit welchem die Rückschlagventile 39 über Hydraulikkanäle 40 beaufschlagbar sind, die wiederum, an das Wechselventil 29 angeschlossen sind, so daß eine Entsperrung der Rückschlagventile 39 in beiden Drehrichtungen der Antriebsvorrichtung erfolgt. Bei Betätigung der Antriebsvorrichtung werden also alle Rückschlagventile 39 entsperrt, so daß die Kolbendruckräume 7 der Kolben-Zylinder-Anordnungen 3 über die Hydraulikkanäle 11 jeweils entweder mit dem ersten Ringraum 18 oder mit dem zweiten Ringraum 21 verbunden sind, je nach Drehstellung des Verteilerzylinders 13, so daß die Kolbendruckräume 7 zyklusgemäß entweder mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt oder entlastet werden.In the variant illustrated in FIG. 3, the drive basically agrees with the two previous variants. However, the distributor cylinder 13 is not axially displaceable here. Instead, in each case a pilot-operated check valve 39 is arranged in the hydraulic lines 11 between the piston pressure chambers 7 and the receptacle 12, through which the piston pressure chambers 7 are completely shut off. The unlocking of the check valves 39 via the drive pressure with which the check valves 39 are acted upon by hydraulic channels 40, which in turn, are connected to the
Während die erste Variante der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung als Bremse wirkt, führen die zweite und dritte Variante zu einer Blockierung der Antriebsvorrichtung. Je nach Bedarf kann die eine oder andere Variante ausgewählt werden. In jedem Fall ist die Brems- bzw. Blokkiereinrichtung konstruktiv unaufwendig, wenig Platz beanspruchend und leicht. Darüber hinaus ist sie funktionssicher. Insbesondere tritt keine Funktionsbeeinträchtigung durch Verschmutzung und Verschleiß auf.While the first variant of the drive device according to the invention acts as a brake, the second and third variants lead to a blocking of the drive device. Depending on requirements, one or the other variant can be selected. In any case, the brake or Blokkiereinrichtung is structurally inexpensive, little space consuming and light. In addition, it is reliable. In particular, no functional impairment occurs due to contamination and wear.
- 11
- Statorstator
- 22
- Rotorrotor
- 33
- Kolben-Zylinder-AnordnungPiston-cylinder arrangement
- 44
- Ausnehmungrecess
- 55
- Kolbenpiston
- 66
- Grund von 4Reason of 4
- 77
- KolbendruckraumPiston pressure chamber
- 88th
- RückstellfederReturn spring
- 99
- Abrollkörperunwinding
- 1010
- Kurvenbahncam track
- 1111
- Hydraulikkanalhydraulic channel
- 1212
- Aufnahmeadmission
- 1313
- Verteilerzylinderdistributor cylinder
- 1414
- Grund von 12Reason of 12
- 1515
- Ausnehmung in 13Recess in 13
- 1616
- MitnehmerstiftCarrier pin
- 1717
- Innenumfangsfläche von 12Inner peripheral surface of 12
- 1818
- erste Ringnutfirst ring groove
- 1919
- Hydraulikkanalhydraulic channel
- 2020
- erster Hydraulikanschlußfirst hydraulic connection
- 2121
- zweite Ringnutsecond annular groove
- 2222
- Hydraulikkanalhydraulic channel
- 2323
- zweiter Hydraulikanschlußsecond hydraulic connection
- 2424
- Ausnehmung in 25Recess in 25
- 2525
- Mantelfläche von 13Lateral surface of 13
- 2626
- DruckanstellflächeDruckanstellfläche
- 2727
- Ringraumannulus
- 2828
- Hydraulikkanalhydraulic channel
- 2929
- Wechselventilshuttle valve
- 3030
- RückstellfederReturn spring
- 3131
- NiederdruckraumLow-pressure chamber
- 3232
- DruckbegrenzungsventilPressure relief valve
- 3333
- Absperrventilshut-off valve
- 3434
- Stößeltappet
- 3535
- RückstellfederReturn spring
- 3636
- Ausnehmungrecess
- 3737
- freies Ende von 34free end of 34
- 3838
- Ringnutring groove
- 3939
- entsperrbares Rückschlagventilunlockable check valve
- 4040
- Hydraulikkanalhydraulic channel
- II
- Drehachse von 2Rotation axis of 2
- IIII
- Drehachse von 9Rotation axis of 9
Claims (12)
- A hydraulic drive apparatus, in particular a rotary apparatus, for excavator grabs and the like, having a fixed component (1) and a moved component (2), in particular a stator (1) and a rotor (2), at least two pressure chambers (7) which are arranged between the fixed component (1) and the moved component (2), which can be connected via hydraulic lines (11, 19, 22), which are separated from one another at least sectionally, to common hydraulic connections (20, 23) and which can be pressurised with hydraulic fluid alternately and sequentially via the hydraulic connections (20, 23), and can thereby be expanded, relieved and compressed, such that the moved component (2) moves relative to the fixed component (1), and having a control device for the control of the inflow and outflow of the hydraulic fluid in this manner between the pressure chambers (7) and the common hydraulic connections (20, 23), wherein a shut-off device (33, 39) is provided in a section (11) of the hydraulic line of at least one pressure chamber (7) which the pressure chamber (7) does not have in common with the other pressure chambers (7), characterised in that the shut-off device (33, 39) prevents an outflow of hydraulic fluid from the pressure chamber (7).
- A drive apparatus in accordance with claim 1, characterised in that the shut-off apparatus (33, 39) can be controlled automatically in dependence on the operating state of the drive apparatus, with the shut-off device (33, 39) in particular being able to be released directly via the drive pressure of the hydraulic fluid.
- A drive apparatus in accordance with any one of the preceding claims, characterised in that the pressure chambers (7) are each configured as a piston pressure space of a piston-in-cylinder arrangement (3) which is fixedly connected to one of the two elements, fixed component (1) and moved component (2), and whose piston (5) is supported at the other element via a roll-off member (9).
- A drive apparatus in accordance with claim 3, characterised in that it is configured as a rotary device having a stator (1) and a rotor (2); and in that a cam track (10) is rotationally fixedly connected to the other element and the roll-off members (9) of the pistons (5) run thereon.
- A drive apparatus in accordance with claim 3 or claim 4, characterised in that the pistons (5) are provided with sealing rings, in particular with piston seals.
- A drive apparatus in accordance with any one of the preceding claims, characterised in that it is configured as a rotary apparatus having a stator (1) and a rotor (2); and in that the control device is configured as a radial distributor, with a distributor cylinder (13) having a circular cross-section and a correspondingly circular-cylindrical recess (12) in which the distributor cylinder (13) is rotatably guided, with the distributor cylinder (13) being rotationally fixedly connected to one of the two elements, stator (1) and rotor (2), and the recess (12) being provided in the other element, and with the sections (11) of the hydraulic lines of the pressure chambers (7) separate from one another opening into the recess (12) and being connected alternately and sequentially in dependence on the relative rotary position of the distributor cylinder (13) and the recess (12) via cut-outs (24) present in the jacket surface (25) of the distributor cylinder (13) to a first ring groove (18) which is provided in the recess (12) and is connected to a first hydraulic connection (20) and to a second ring groove (21) which is likewise provided in the recess (12) and is connected to a second hydraulic connection (23).
- A drive apparatus in accordance with claim 6, characterised in that the distributor cylinder (13) is axially displaceable in the recess (12) between a first position in which a section (11) of the hydraulic line of at least one pressure chamber (7), which the pressure chamber (7) does not have in common with the other pressure chambers (7), is closed and a second position in which it is open.
- A drive apparatus in accordance with claim 7, characterised in that the sections (11) of the hydraulic lines are closed by the jacket surface (25) of the distributor cylinder (13) in the first position, whereas they are in each case connected in the second position either to the first ring groove (18) or to the second ring groove (21) via the cut-outs (24) in the jacket surface (25) of the distributor cylinder (13).
- A drive apparatus in accordance with claim 7, characterised in that a respective shut-off valve (33) is arranged in a section (11) of the hydraulic line of at least one pressure chamber (7) which it does not have in common with the other pressure chambers (7), said shut-off valve being adjustable via a plunger (34) against the force of a restoring spring (35) into an open position, said plunger (34) being guided in a cut-out 36 opening into the recess (12) of the radial distributor and being supported on the jacket surface (25) of the distributor cylinder (13), with a ring groove (38) being provided in the jacket surface (25) into which the free end (37) of the plunger (34) can move in the first axial position of the distributor cylinder (13) so that the shut-off valve (33) is closed, whereas the plunger (34) is held in the open position in the second axial position of the distributor cylinder (13) by the latter's jacket surface (25).
- A drive apparatus in accordance with any one of the claims 7 to 9, characterised in that the distributor cylinder (13) has an axial pressure application surface (26) for the control of its axial displacement, with the pressure application surface (26) preferably being able to be acted on by drive pressure oil.
- A drive apparatus in accordance with any one of the claims 1 to 6, characterised in that a respective releasable check valve (39) is arranged in a section (11) of the hydraulic lines of at least one pressure chamber (7) which it does not have in common with the other pressure chambers, with the check valves (39) preferably being releasable via the drive pressure oil.
- A drive apparatus in accordance with any one of the preceding claims, characterised in that a pressure restricting valve (31) is arranged in at least one pressure chamber (7) and opens into a low-pressure space (31) of the drive apparatus.
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