DD156960A2 - Servohydraulische vorrichtung zur horizontalfuehrung der bodenschneiden von schalengreifern - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine servohydraulische Vorrichtung zur Horizontalfuehrung der Bodenschneiden von Schalengreifern, vorzugsweise mit hydraulischem oder elektrohydraulischem Antrieb. Aufgabe der Erfindung ist es, durch Horizontalfuehrung der Bodenschneiden ueber dem das Gut tragenden Boden, z.B. von Eisenbahnwagen oder auf unbefestigten Lagerplaetzen, eine gute Restgutaufnahme und Schonung des Bodens zu ermoeglichen. Die in einen Greifer bekannter Bauart eingefuegte Vorrichtung bewirkt durch einen von einer Nachfuehr-Steuerung in Abhaengigkeit der Schalenbewegung gesteuerten Hydraulikzylinder die Horizontalfuehrung der Bodenschneiden, sobald die Uebertragungsteile der Steuereinrichtung durch Festhalten des Greifers am Tragorgan des Hebezeugs zum Eingriff kommen. Der Greifer arbeitet ohne Wirkung der Vorrichtung, solange die Uebertragungsteile ausser Eingriff sind, d.h. wenn der Greifer mit den Schneiden auf dem Gut aufliegt, oder die Vorrichtung vom Bediener fernbetaetigt ausgeschaltet ist.

Description

Dr.-Ing· Ulrich Schmidt Dresden,den'22·10.1980

Prof*Dr_e-Ing«habil· Peter Gräbner

Titel der Erfindung

Serrohydraulische Vorrichtung aus Horizontalführung der Bodenschneiden τοη Sohalengreifern

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die die Horizontal— führung der Bodenschneiden τοη Schalengreifern, vorzugsweise mit hydraulischem oder elektrohydraulischeni; Antrieb, über dem. Boden, τοη dem das Gut aufgenommen werden soll, ermöglichte Sie ist auch bei Greifern mit anders ausgebildeten Gutaufnahmeorganen, z*B© Zinken, anwendbar« Die erfindungsgemäße !Lösung stellt eine Erweiterung der im WP 752 Ψ6& vorge~ schlagenen technischen: Lösung für eine selbsttätige Horizontalführung der Bodenschneiden τοη Greifern bekannter Bauart dar*

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Es ist bekannt, daß die Horizontalführung der Bodenschneiden τοη Schalengreifern, bekannter Bauart zwecks Schonung des das Gut tragenden Bodens und Terbesserter Restgutaufnähme eine Vorrichtung (WP "?5Z ψ6$ ) anwendbar ist, bei der die Höhenrerlagerung des Greiferkopfes und die dabei notwendigen Kräfte τοη den angetriebenen Schalen direkt aufgebracht, wer—

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den«. Diese Kräfte der Vorrichtung rufen Zusatabeanspruohungen hervor, di© zu konstruktiven Verstärkungen Anlaß geben» Weiterhin ist es wegen der direkten Wegübertragung von den Schalen zum Aufhängepunkt erforderlich, verhältnismäßig sperrige,-durch erhebliche Kräfte beanspruchte Gestänge mit Gelenken oder als Pumpe wirkende Hydraulikzylinder anzuordnen,'wodurch die Eigenmasse cE.es Greifers erhöht wird»

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die zur Horizontalführung der Bodensohneiden erforderlichen Vertikalversohiebungen des Greiferkopfes durch eine τοη dei* Schalenstellung. beeinflußte Nachführest euer ung ohne Kr'aftfluß über die Greifei'schalen zu bewirken« '

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe des Erfindung ist es, durch eine hydraulische Nachführ-Steuerung des die Vertikalversohiebung des Greiferkopfes bewirkenden Hydraulikmotor,, vorzugsweise Hydraulikzylinders, in Abhängigkeit von der Schalenstellung mit kleinen Steuerkräften auszukommen© Die notwendige Hubarbelt wird von der Hydraulikpumpe direkt an den Höhenausgleiohzylinder geliefert© ,

Alle weiteren Eigenschaften der in WP «fS~% P-S<f beschriebenen Vorrichtung, nämlich das Arbeiten des Greifers in genügend hoch liegendem Gut ohne Wirkung der Vorrichtung, die Verriegelbarkeit der Vorrichtung aweöks zeitweise!? Ausschaltung der Wirkung und die Möglichkeit der Schneidenwegüberhbhung sollen dabei erhalten bleiben*

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen einem Punkt einer Schale, von dem die-Vertikalverschie— bung der Bodenschneide in verkleinertem Maßstab abgenommen; wird, und dem Aufhängepunkt des Greifers am Hebezeug, der mit dem bewegten Teil des zu steuernden Hydraulikzylinders verbunden ist _f ein Steuerschieber mit Übertragungsteilen und einem der Maßstabsanpassung dienenden übersetzungsgetriebe angeordnet ist«. Beim Aufsetzen des Greifers auf genügend hoch liegendes Gut läßt sich die Kolbenstange des Höhenausgleichs«

Zylinders einschiebe^ v/obei der Kolben des Steuerschiebers in eine Lage kommt_? in der der Zufluß von Druckflüssigkeit unterbrochen ist und sich der Kolben des Eöhenausgleichszylinders frei bewegen kann» Die Verriegelbarkeit v/ird bewirkt; durch eine fernbetätigte Festlegung des Kolbens des Steuerschiebers in einer Xage_s in der sowohl bei arbeitender als auch bei stillstehender Pumpe der Kolben des Höhenausgleichscylinders in der eingezogenen Stellung gehalten wird* Ebenso ist/mechanische Verriegelung des Kolbens des Höhenausgleiohs—

eine

Zylinders oder eine separate Aufhängung am Greiferkopf' anwendbar*- Die Schneid'env/egüberhöliung wird durch die Lage des mit der Schale Terbundenen Einwirkorgans für den. Steuerschieber in Besieg auf den Winkel zur Bodenschneide beeinflußt©

Ausführungsbeispiel.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Äusführungsbeispiel näher erläutert werden* In der dazugehörigen Zeichnung zeigt Fig_&1 einen schematischen Schnitt eines mit der Vorrichtung ausgerüsteten elektr©hydraulischen Zweischalengreifers,

Fig*2 eine Anordnung der Steuereinrichtung, Fig *3 einen Schnitt eines die Wegrerkleinerung

bewirkenden Getriebes^ Pig»4 ein augehöriges Schaltbild_? Fig«5 als Variante ein Hydrauliksystem mit einer dauernd in einer Richtung fördernden Pumpe und Umsteuerung

durch ein Y/egeyentil und Fig*β als Variante zu FIg₆.? die Verwendung eines Bruckflüssigkeitsspeichers zur Speisung des Hydraulikzylinders«

Die Vorrichtung besteht aus dem Steuerschieber 18_? der über die Stange 20 mit der Torgespannten Feder 21 am Gelenkpunkt B mit der Schale 1 in Verbindung steht, einer Zahnstange 19$ einem Stufenrad 22 einschließlich einer Spannfeder und einer Führung für die Zahnstange ₉ einem flexib^len Zugorgan. 23 y das an der Stange 24_? die zwecks Abdichtung der Oberseite des Greiferkopfes 2 in einer abgedichteten Führung -verschiebbar ist j und am großen Kad des Stufenrades befestigt ist, einem. an der Oberseite des .Greiferkopfes gelenkig befestigten

Hydraulikzylinder 9 und einigen hydraulischen Bauteilen, die in der Funktionsbesehreibung näher bezeichnet werden* Der Schließvorgang wird durch Einschalten des Elektromotors eingeleitet«, Die im bisherigen Hydrauliksystem (s* Fig«.4, dünne Linien) vorhandene Pumpe 14 fördert in die linke Druckleitung«. Das Regelorgan 25, ζ*Β_β ein-Differenadruckrentil₉'veranlaßt _s daß sieb, der hydraulische Druck über das Rückschlagventil 26*1 in der an den Steuerschieber 18 führenden leitung Dr zuerst aufbaut© Da sich, der Kolben 18 b des Steuerschiebers noch in der Mittelstellung befindet Q?ig,2), gibt das Regelorgan 25 den Flüssigkeitsstrom zu den Sohließsylindern frei, so daß sich die Schalen zu schließen beginnen© Mit der Drehung der Schalen im Schließsinne Y/ird das Gehäuse 18 a so verschoben, daß die Leitung Z 1 Druck erhält und die Kolbenstange 10 eingesogen wird© Dabei läßt sich das durSh die Feder 22 e gespannte flexible Zugorgan 23,· das formschlüssig mit dem großen Rad 22 c verbunden ist, eine Verdrehung des Stufenrades 22 und eine Verschiebung der Zahnstange 19 nach rechts au,.der der; Kolben 18 b durch das Wirken der Feder 18 c folgt« Wisd der tiefste Punkt der Schließkurve von der Bodenschneide F überschritten, beginnt eine solche Verschiebung des Gehäuses 18a, daß die Leitung Z 1 mit dem Rücklauf R verbunden wird© Das entsperrbare Rückschlagventil 27 wird durch den in der Leitung Dr anstehenden Druck entsperrt« Sobald die Endstellung erreicht ist, wird der Antrieb der Pumpe 14- abgeschaltet» Da die Leitung Dr dabei drucklos wird, sperrt das entsperrbare Rückschlagventil 2? den Abfluß der Flüssigkeit aus dem oberen Zylinderraum, so daß die Kolbenstange 10 nicht herausgezogen werden kann*.

Beim Öffnen arbeitet die Pumpe 14 mit umgekehrter Förderrichtung« Der Druck wird über das Rückschlagventil 26*2 an die Leitung Dr weitergegeben· Der Höhenausgleich erfolgt sinngemäß wie beim Schließen» Jedoch ist durch Verzicht auf ein weiteres Ventil 25' an der rechten Druckleitung eine dauernde Druckbereitstellung in der Leitung Dr und damit eine Horizontalbewegung der Bodenschneiden des sich entleerenden Greifers völlig gewährleistet*

Beim Betriebsfall des Greifens von noch genügend hoch liegendem Gut wird der Greifer geöffnet und auf das Gut aufge*-

setzt© Dabei kann die Kolbenstange 10 eingeschoben werden, da der Tlüssigkeitsaustausch Tom unteren in den oberen Raum des Hydraulikzylinders 9 über das Rückschlagventil 26*3 freigegeben ist« Beim Einschieben der Kolbenstange 10 wird das Stufenrad 22 durch die Feder 22 e, deren eines Ende am Greiferkopf 2 und deren anderes Ende am großen Rad 22 c befestigt 1st j verdreht j wodurch die.-Zahnstange 19 und der . Kolben 18 b in Ihre äußerste rechte Stellung kommen, in der die Leitung Dr abgesperrt wird« Bei weiterem Einschieben der Kolbenstange 10 und dem Erreichen der äußersten rechten Stellung der Zahnstange 19 in Bezug auf die Steuerschieberführung 18 3, dreht sich das große Rad 22 c unter Wirkung der Feder 22 e weiter und wickelt das flexible Zugorgan 23 auf j, um dessen sichere Lage und Funktion zu gewährleisten* Dabei kommen die Mitnehmer 22 b und 22 d außer Eingriff♦ Wird der Greifer geschlossen, dann wird das entsperrbare Rückschlagventil 27 durch den in der Leitung Dr anstehenden Druck offengehalten j so daß sich die Kolbenstange frei bewegen kann«, Kommt es beim. Schließen durch Ausziehen der Kolbenstange zum Eingriff der Mitnehmer 22 b und 22 d und zur Yerschiebung der Zahnstange 19 nach links_s dann beginnt die Vorrichtung zu wirken«

Soll die Wirksamkeit der Vorrichtung zeitweise ausgeschaltet werdenj wird der Elektromagnet 28 eingeschaltet, wodurch der auf der Zahnstange 19 unverschiebbair angeordnete Anker 29 die Zahnstange 19 und den Kolben 18b nach links zieht· Xn dieser Stellung des Kolbens 18 b) wird bei arbeitender Pumpe 14 der obere Raum des Hydraulikzylinders 9 unter Druck- gehalten«, Bei stillstehender Pumpe 14 wird der Flüssigkeits— abfluß aus diesem Raum durch das sperrende entsperrbare Rückschlagventil 27. verhindert, da die Leitung Dr drucklos ist*.

Für den EaIl, daß die beabsichtigte Zuordnung von Schalenstellung und Stellung der Kolbenstange 10 bei wirkender Torrichtung nicht ausreichend eingehalten wird, z,B» infolge unzulässiger Undichtigkeiten am Hydraulikzylinder 9, wodurch die Zahnstange 19 über das zulässige Maß in das Gehäuse 18 a geschoben ist wird, ist zwischen dem Gehäuse 18 a und der

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Stange 20 die Feder 21 angeordnet _? um durch" Verschiebbarkeit der Stange 19 die Steuer- und tibertragungsorgane vor Zerstörung zu schützen© Me Feder 21 hält bei normalem Funktionieren der Vorrichtung den Abstand zwischen dem Gehäuse 18 a und dem Gelenkpunkt B konstante

Fig*5 zeigt als Variante ein hydrauliksystem mit einer ~ dauernd in einer Richtung fördernden Pumpe und Umsteuerung durch ein Wegeventil 30-» Hierbei wird der Abzweig der Leitung Dr und das Regelorgan 2-5 zwischen Pumpe und Wegeventil angeordnet, und die Rückschlagventile 26*1 und 26*2 nach Fig«4 entfallen©

Fig«6 zeigt als Variante zu Fig<>5 die Verwendung eines Druckflüssigkeit sspeichers 31 zur Speisimg des Hydraulikzylinders 9*

Bei Mittelstellung des Wegeventils 3O₅₁ d*h<s, stillstehenden Schalen^ wird der Druekflüssigkeitsspeicher 31 aufgeladen« Sobald dessen Betriebsdruck erreicht ist, öffnet das Überströmventil 33j so daß der Flüssigkeitsstrom über das Ventil abfließen kann© Das Druckbegrenzungsventil 32 fungiert als Sicherheitsventil des DruckfISssigkeltsspeichers 31» Alle weiteren für den Druckflüssigkeitsspeicher vorgeschriebenen Teile sind nicht eingezeichnet* Die Anordnung mit Druckflüssigkeitsspeicher hat den Vorteil, daß das Arbeitsvermögen, der Pumpe den Schließzylindern vollständig zur Verfügung steht©

Claims (1)

1« Servohydraulische Vorrichtung zur Horizontalführung der Bodenschneiden von Schalengreifern bekannter Bauart mit im Greiferkopf (2) drehbar gelagerten oder an Stangen angelenkten Schalen (1)? vorzugsweise mit hydraulischem oder elektrohydraülischem Antrieb, bei deren Schließbewegung wesentliche Vertikalverschiebungen der Bodenschneiden gegenüber dem Greiferkopf auftreten, die sich gemäß WP' TSrZ ^sf durch höhenausgleichende Bauteile zwischen Greifer und Tragorgan des Hebezeugs kompensieren lassen, gekennzeichnet dadurch, daß der Höhenausgleich durch einen Hydraulikmotor, vorrangig durch einen Hydraulikzylinder (S) mit Führung oder gelenkiger Befestigung an einer hochgelegenen Stelle des Greiferkopfes vorgenommen wird, der aus dem. für die Schalenbe— wegung vorhandenen Hydrauliksystem mit Druckflüssigkeit gespeist, und dessen Bewegung durch eine von einer Schale und von der lage des Aufhängepunktes beeinflußte lachführ-Steuerung gesteuert wird«

2«, Servohydraulische Torrichtung zur Horizontalführung der Bodenschneiden von Schalengreifern'nach Punkt 1©, gekennzeichnet dadurch, daß die Steuergröße durch eine kinemamatische Kette von Binem geeigneten Punkt (B) oder einer Kurvenscheibe, die jeweils mit der Schale in Verbindung stehen, als maßstäbliche Verkleinerung des beabsichtigten Ausgleichweges abgeleitet wird, den/der Vertikalverschiebung der Bodenschneide (F) entspricht, und die Istwertgröße des Ausgleichweges an dem sich gegenüber dem Greiferkopf verschiebenden Aufhängeteil,.das von dem zu steuernden Hydraulikzylinder bewegt wird, abgenommen wird, und zum Vergleich von Steuergröße und Istwertgröße ein Getriebe zur Maßstabsanpassung vorhanden ist*

3c Servohydraulische Vorrichtung nach Punkt i«, und 2*, gekennzeichnet dadurch, daß der Gelenkpunkt (B) oder die Kurvenscheibe relativ zur Schale auf einem Kreisbogen um die Schaufelanlenkach.se verstellbar angeordnet wird,

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um die Steuereinrichtung in ihrer Funktionsgüte bezüglich, horizontalem bzw»zum Schließende überhöhtem Schneidenweg einstellbar zu machen«,

4© Servohydraulische Vorrichtung nach Punkt I₆ bis 3_9? gekennzeichnet dadurchj daß in der kinematischen Kette der Übertragungsteile für die Steuergröße und die Istwertgröße_? die die Steuerwirkung des Steuerorgans (18}: bewirken, mindestens ein Glied verstellbar ist, z*B_e längenverstellbar durch eine "sicherbare Stellschraube, so daß diese kinematische Kette auf die funktionsgerechte Länge avischen dem, Gelenkpunkt (B) hzw_e dem. Wirkpunkt der Kurvenscheibe und dein. Befestigungspunkt der Stange (24)· am höhenver— schieblichen Aufiiängepunkt _f z»B» Ende der Kolbenstange (i°)> einstellbar ist®

5» S-ervohydraulische Vorrichtung nach Punkt 1* Ms 4», ge?* . kennzeichnet dadurch, daß die in Punkt 4« genannten Über— tragungsteile bei ungenügender Funktionsgüte der Vorrichtung , z»B·· infolge von Undichtigkeiten an Bewegungsdichtungen, durch mindestens ein nachgiebiges Teil, z«B» eine vorgespannte Feder (<.21), das den maßstäblich verkleinerten} vom maximalen Kolbenweg des Hydraulikzylinders (9)· bestimmten vertikalen Ausgleichweg der Vorrichtung aufnehmen' kann, vor überlastung geschützt sind«

6$ Servohydraulische Vorrichtung nach Punkt 1© bis 5«? gekennzeichnet dadurch^ daß die in Punkt 4© genannten Übertragungsteile bei auf dem Gut aufliegendem. Greifer außer Eingriff kommen, wobei das Steuerorgan (18} in. Verbindung mit einem Rückschlagventil (26*3) die freie Beweglichkeit der Kolbenstange (.10) auch beim Schließen des Greifers gestattet, so daß der Greifer normal in das aufzunehmende Gut eindringen kann«,

7* Servohydraulische Vorrichtung nach Punkt.1 * bis 6_Φ? ge— kennzeichnet dadurch^ daß in der für das Schließen der Schalen zuständigen Druckleitung von der Pumpe zu dem, bzw^

den Hydraulikzylinder(η) ein Regelorgan (25) eingefügt ist, vor dem die Speiseleitung für den dem Höhenausgleich dienenden Hydraulikzylinder (9) abzweigt, $as den Flüssigkeitsdruck in dieser Speiseleitung höher als in der erstgenannten Druckleitung hält, wenn die Pumpe im. Schließsinn; arbeitet*

Servohydmulische Vorrichtung nach Punkt 1# bis 7^ gekennzeichnet dadurch, daß in der Leitung vom Steuerorgan (18) zu äem Raum des- Zylinders (9), der bei am Cragorgan des Hebezeugs hängendem Greifer unter Druck, steht, ein ent— sperrbares Rückschlagventil C²?) mit ständiger Durchlaßrichtung zum Hydraulikzylinder (9) angeordnet ist, dessen Steuerleitung mit der Druckleitung (D¹O verbunden

9* Servohydraulische Vorrichtung nach Punkt 1« bis 8», gekennzeichnet dadurch, daß durch eine Fernwirkeinrichtung, z«Bo Elektromagnet (28) mit Anker (29}, das Steuerorgan* vom Bediener so beeinflußt v/erden kann, daß die Kolbenstan ge (10) unabhängig von der' Schalenstellung und —bewegung bei arbeitender Pumpe (.14) eingezogen wird und auch bei stillstehender Pumpe bleibt, wodurch die Wirkung der Vorrichtung zeitweise ausgeschaltet wird»

10* Servohydraulische Vorrichtung nach Punkt 1.--bis 9*, gekennzeichnet dadurch, daß bei Greifern mit unabhängig angetriebenen Schalen oder Zinken, ZeB« Mehrsehalengreifern, die Steuergröße von jeder Schale abgeleitet wird, . jedoch nur die Steuergröße der Schale mit der sich am, tiefsten befindenden Spitze auf die Steuereinrichtung einwirkte

11« Servohydraulische Vorrichtung nach Punkt 1 * bis 10., gekennzeichnet dadurch, daß bei einem hydraulischen Greiferantrieb mit durchlaufender Pumpe und hydraulischer Umsteuerung, ZoBe durch ein Y/egeventil, der Abzweig der Druckleitung £Dr) der Vorrichtung von der Druckleitung des bestehenden Systems und das Regelorgan (25)' ⁱⁿ &er letztgenannten Druckleitung vor dem Wegeventil angeordnet wird, wobei die Rückschlagventile (26.1), (26*2.) in der Druckleitung (Dx) der Vorrichtung entfallen«,

12* Servohydraulische Vorrichtung nach Punkt 1_Φ bis 6« und 8e bis 11©j gekennzeichnet dadurch_f dai3 die Druckleitung (Dr) der Vorrichtung mit einem Bruckflüssigkeits— Speicher 0>Ό in Verbindung steht _} der γοη einer durch" laufenden Pumpe während der Stillstandszeiten'der Schalen aufgeladen wird*

13«- Servohydraulische Vorrichtung nach Punkt 1 © bis 12 ^ gekennzeichnet dadurch_? ds>ß die Vorrichtung durch eine mechanische Verriegelung am Hydraulikzylinder (9)/ im der niedrigstes lage des Aufhängepunktes im Bezug auf den Greiferkopf oder durch eine separate Aufhängung am Greiferkopf zeitweise unwirksam: gemacht Yierden. kann·.«

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen