DE3404190C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung für eine von einer hydrostatischen Antriebsmaschine mit ver­ änderlichem Verdrängungsvolumen angetriebene Winde gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Dabei ist eine von einem Motor angetriebene hydrostatische Maschine als Primäreinheit mit der hydrostatischen Maschine als Sekundäreinheit zusammengeschaltet. Während das Verdrän­ gungsvolumen der Primäreinheit so eingestellt wird, daß stets ein eingeprägter Betriebsdruck aufrechterhalten bleibt, die Verstellung der Primäreinheit also druckab­ hängig erfolgt, und der Betrieb druckgeregelt erfolgt wird über das Verdrängungsvolumen der Sekundäreinheit die Drehzahl eingestellt, mit der die Winde angetrieben werden soll. Bei solchen sekundär gere­ gelten Windenantrieben ist der Wirkungsgrad sehr hoch, da die Wärmeverluste insbesondere beim Senken der Last außer­ ordentlich gering sind. Beim Senken der Last arbeitet die Antriebsmaschine als Pumpe und fördert das Arbeitsmittel zur Primäreinheit zurück. Darüber hinaus kann mit diesem Arbeitsmittel ein Speicher geladen werden, der das Arbeits­ mittel anschließend zum Heben einer Last wieder in die Betriebsleitung einspeist.

Ein derartiger Windenantrieb ist aus "Ölhydraulik und pneumatik" 25 (1981) Nr. 3 S. 193, 194 bekannt.

Bei Druckausfall oder einem fehlerhaften Arbeiten des Windenantriebs läßt sich eine hydraulisch betätigbare mechanische Bremse vorsehen, mit der die Last im Notfall abgebremst werden kann, um ein Durchsacken der Last an der Winde zu vermeiden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Sicherheits­ einrichtung der vorgenannten Gattung in der Weise zu verbessern und auszugestalten, daß ein sicheres Halten der Last bei sekundär geregelten Windenantrieben trotz einfachen Aufbau gewährleistet ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeich­ nenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale ge­ löst.

Bricht der Betriebsdruck zusammen bzw. wird der einge­ stellte Betriebsdruck in gefährlichem Maße unterschritten, so wird sofort hydraulisch die im normalen Betrieb abge­ sperrte Verbindung zwischen dem Druckspeicher und dem Ver­ stellzylinder der Antriebsmaschine hergestellt, so daß das Verstellorgan der Antriebsmaschine von dem im Speicher gespeicherten Druckmittel in die maximale Schwenkstellung verstellt wird, in der die Antriebsmaschine auf maximales Verdrängungsvolumen eingestellt wird. In dieser Stellung ist die Arbeitsmaschine in der Lage, den zum Halten der Last erforderlichen Druck aufzubauen. Außerdem wird beim Unterschreiten des Betriebsdruckes das in der Druckleitung vorgesehene Rückschlagventil gesperrt, so daß das Strö­ mungsmittel aus der Antriebsmaschine nicht abströmen kann. Dabei ist das Rückschlagventil vorzugsweise unmittelbar an der Antriebsmaschine angebaut und ist in dem Anschluß der Maschine vorgesehen, durch den die Maschine beim An­ hängen einer Last als Pumpe Arbeitsmittel zurück in die Leitung drücken würde.

Als zusätzliche Sicherheitsmaßnahme kann auch eine an sich bekannte hydraulische Bremse für die Winde vorgesehen sein.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. So sind gemäß Patentan­ spruch 2 zusätzliche elektrisch ansteuerbare Wegeventile vorgesehen, die bei Stromausfall den Speicher mit dem Ver­ stellzylinder verbinden und das Rückschlagventil sperren.

Als Steuerdruck zur Betätigung der Ventile in der Sicher­ heitsschaltung kann entweder der Betriebsdruck und/oder ein dem Betriebsdruck proportionaler Steuerdruck dienen.

Ferner muß der Druckspeicher im Betrieb stets mit der Betriebsdruckleitung verbunden sein, um ständig aufgeladen werden zu können.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an­ hand der einzigen Figur der Zeichnung näher erläutert, in der ein sekundär geregelter Windenantrieb mit Sicherheits­ schaltung schematisch dargestellt ist.

Eine hydrostatische Maschine 1 mit veränderlichem Verdrän­ gungsvolumen wird von einem Motor 2 angetrieben und ist über eine Verbindungsleitung 3 mit einer zweiten hydro­ statischen Maschine 4 mit veränderlichem Verdrängungsvolu­ men verbunden, die als Antriebsmaschine zum Antrieb einer Winde 5 über ein Getriebe 6 dient. Über eine Leitung 7 wird der hydraulische Kreislauf vervollständigt.

Die Maschine 1 wird druckgeregelt, um einen bestimmten ein­ geprägten Betriebsdruck in der Verbindungsleitung 3 auf­ rechtzuerhalten. Hierzu ist an die Verbindungsleitung 3 eine Druckmeßdose 8 angeschlossen, die ein Istwertsignal bildet, das in einem Regler 9 mit einem eingestellten Sollwert­ signal verglichen wird. Der Regler ist mit einer Treiber­ stufe 10 verbunden, welche ein Servoventil 11 betätigt, das die Druckmittelwege zwischen einem Verstellzylinder 12 der Maschine 1 und einer Druckmittelquelle P bzw. dem Tank steuert. Je nach Druckbeaufschlagung des Verstellzylinders 12 wird das Verstellorgan 13 der Maschine 1 und damit deren Schwenkwinkel und Verdrängungsvolumen verstellt. Der Druck P kann beispielsweise in einer nicht dargestellten, eben­ falls von der Maschine 2 angetriebenen Hilfspumpe erzeugt werden.

Die Einstellung des Schwenkwinkels und damit des Hubvolu­ mens der Antriebsmaschine 4 erfolgt drehzahlabhängig. Hier­ zu ist ein Tachogenerator 15 vorgesehen, dessen der Dreh­ zahl entsprechendes Istwertsignal in einem Regler 16 mit einem Sollwert verglichen wird. An den Regler 16 eine Treiberstufe 17 angeschlossen, mit der das Servoventil 18 zur Steuerung der Druckmittelwege zwischen dem Verstell­ zylinder 19 der Antriebsmaschine 4 und eine Druckmittel­ quelle P bzw. dem Tank steuerbar ist. Auf diese Weise kann die gewünschte Drehzahl der Winde eingestellt werden.

Beim Auftreten von Fehlern in dem Antrieb, sei es, daß die den Betriebsdruck führenden Leitungen undicht werden, in den Leitungen zwischen den beiden Maschinen 1 und 4 vorge­ sehene Schlauchverbindungen undicht werden oder platzen, die Maschinen selbst einen Schaden erleiden, oder sei es, daß die zur Betätigung der Servoventile erforderliche Span­ nung ausfällt oder die Regler oder Servoventile nicht ord­ nungsgemäß arbeiten, so muß unter allen Umständen sicherge­ stellt sein, daß die an der Winde 5 angehängte Last gehal­ ten wird und nicht durchsackt. Es muß also dafür gesorgt werden, daß in der Maschine 4 der zum Halten der Last er­ forderliche Druck aufgebaut wird. Dies erfolgt durch die nachstehend geschilderte Sicherheitseinrichtung, die dafür sorgt, daß im Notfall der Verstellzylinder 19 der Antriebs­ maschine 4 so verstellt wird, daß diese auf den maximalen Schwenkwinkel, also auf maximales Verdrängungsvolumen einge­ stellt wird, und daß ferner die Verbindungsleitung 3 über ein in der Leitung vorgesehenes entsperrbares Rückschlag­ ventil 20 abgesperrt wird. Somit kann sich der zum Halten der Last erforderliche Druck aufbauen.

Die Sicherheitseinrichtung besteht aus einem hydraulischen Druckspeicher 22, der über ein Rückschlagventil 23 und ein Druckreduzierventil 24 und eine Steuerdruckleitung 25 vom Arbeitsmittel in der Verbindungsleitung 3 ständig geladen wird. Zur Druckbeanspruchung im Speicher 23 ist ein Druckbe­ grenzungsventil 26 vorgesehen.

Der Druckspeicher 22 ist mit dem Verstellzylinder 19 über zwei zueinander parallel liegende Wegeventile 28 und 29 verbunden. Das Wegeventil 28 ist hydraulisch vom Steuer­ druck betätigbar, wobei es sich um den im Druckreduzier­ ventil 24 verringerten Betriebsdruck handelt. Das Wegeven­ til 29 ist elektrisch betätigbar. Solange der Betriebsdruck in der Verbindungsleitung 3 einen bestimmten Wert über­ schreitet, wird vom Steuerdruck das Wegeventil 28 so ge­ schaltet, daß es die Verbindung zwischen dem Speicher 22 und dem Verstellzylinder 19 unterbricht. Ebenfalls wird durch die elektrische Ansteuerung des Wegeventils 29 sicher­ gestellt, daß bei anstehender Spannung ebenfalls die Ver­ bindung zwischen dem Verstellzylinder 19 und dem Speicher 22 unterbrochen ist.

Unterschreitet dagegen der Betriebsdruck in der Leitung 3 einen vorbestimmten Wert, so verringert sich auch der Steuerdruck am Wegeventil 28, das darauf in die in der Figur dargestellte Stellung umschaltet und den Speicher 22 mit dem Verstellzylinder 19 verbindet, so daß die Maschine 4 auf den vollen Schwenkwinkel verstellt wird. Bei Stromausfall da­ gegen schaltet das Wegeventil 29 in die dargestellte Lage um und verbindet ebenfalls den Speicher 22 mit dem Verstell­ zylinder 19.

Der Steueranschluß 30 des Rückschlagventils 20 ist über ein weiteres Wegeventil 31 mit der Steuerdruckleitung 25 ver­ bunden. Das Wegeventil 31 ist elektrisch betätigbar, so daß der Steueranschluß 30 mit der Steuerdruckleitung 25 verbun­ den wird, um das Rückschlagventil 20 zu entsperren, wenn elektrische Spannung am Wegenventil 31 ansteht. Fällt der Druck in der Leitung 3 unter einem vorbestimmten Wert ab, so verringert sich auch der Druck am Steueranschluß 30 und das Rückschlagventil sperrt. Bei Stromausfall dagegen schaltet das Wegeventil 31 in die dargestellte Lage um, wodurch der Steueranschluß 30 mit dem Tank T verbunden wird, so daß ebenfalls das Rückschlagventil 20 sperrt.

Soll in Notfällen der Windenantrieb von Hand ausgeschaltet werden, so braucht bloß die Spannung für die Wegeventile 29 und 31 abgeschaltet zu werden, so daß diese in die dar­ gestellte Lage umschalten, wodurch der Speicher 22 mit dem Verstellzylinder 19 verbunden wird und das Rückschlagventil 20 gesperrt wird. Andererseits kann der Windenantrieb nur ordnungsgemäß in Betrieb genommen werden, wenn beim Anfah­ ren die Wegeventile 29 und 31 elektrisch umgeschaltet wer­ den.

Claims (5)

1. Sicherheitseinrichtung für eine von einer hydrostati­ schen Antriebsmaschine mit veränderlichem Verdrängungs­ volumen angetriebenen Winde, wobei zur Hubverstellung der Antriebsmaschine abhängig von der Drehzahl ein Verstellzylinder vorgesehen ist, mit einer zweiten hydrostatischen Maschine mit veränderlichem Verdrän­ gungsvolumen, die angetrieben und mit der Antriebs­ maschine hydraulisch verbunden ist und deren Verstell­ organ vom hydraulischen Druck in der Verbindungsleitung zwischen den beiden Maschinen einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß an den Verstellzylinder (19) der Antriebsmaschine (4) über ein Wegeventil (28) ein Druckspeicher (22) angeschlossen ist und in der Verbin­ dungsleitung (3) ein Rückschlagventil (20) vorgesehen ist, daß von einem dem Druck in der Verbindungsleitung (3) entsprechenden Steuerdruck das Wegeventil (28) um­ schaltbar und das Rückschlagventil (20) entsperrbar ist, wobei das Wegeventil (28) den Speicher abtrennt und das Rückschlagventil (20) entsperrt ist, wenn der Steuerdruck einen vorbestimmten Wert überschreitet, und das Wege­ ventil (28) den Speicher (22) mit dem Verstellzylinder (19) verbindet und das Rückschlagventil (20) sperrt, wenn der vorbestimmte Wert des Steuerdrucks unterschritten wird.

2. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen dem Speicher (22) und dem Ver­ stellzylinder (19) parallel zum Wegeventil (28) ein zweites Wegeventil (29) und zwischen dem Steueranschluß (30) des Rückschlagventils (20) und der Steuerdrucklei­ tung (25) ein drittes Wegeventil (31) angeordnet ist, wobei das zweite (29) und dritte Wegeventil (31) elektrisch be­ tätigbar sind und bei Stromausfall in eine Stellung schalten, in der der Speicher (22) mit dem Verstellzylinder (19) verbunden und der Steueranschluß (30) zum Sperren des Rück­ schlagventils (20) abgesperrt wird.

3. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckspeicher (22) an die Steuerdruckleitung (25) angeschlossen ist.

4. Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Steuerdruckleitung (25) vor dem Druckspeicher (22) und dem Wegeventil (28) ein Druck­ reduzierventil (24) vorgesehen ist.

5. Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (20) mit dem Betriebsdruck in der Verbindungsleitung (3) ent­ sperrbar ist.