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Dokumentenidentifikation EP1085205 05.07.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001085205
Titel Hydraulische Antriebsvorrichtung
Anmelder Thumm, Heinz, 70736 Fellbach, DE
Erfinder Thumm, Heinz, 70736 Fellbach, DE
DE-Aktenzeichen 50014341
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE
Sprache des Dokument DE
EP-Anmeldetag 20.09.2000
EP-Aktenzeichen 001205681
EP-Offenlegungsdatum 21.03.2001
EP date of grant 23.05.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 05.07.2007
IPC-Hauptklasse F03C 1/04(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]

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.

Derartige Antriebsvorrichtungen sind beispielsweise als Axial- oder Radialkolbenmotor bekannt. Aber auch Flügelzellenmotoren und Zahnradmotoren fallen hierunter.

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.

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.

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.

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 zumindest weitgehend verhindert wird.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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 hät, 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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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 außen 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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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. Blockiereinrichtung konstruktiv unaufwendig, wenig Platz beanspruchend und leicht. Darüber hinaus ist sie funktionssicher. Insbesondere tritt keine Funktionsbeeinträchtigung durch Verschmutzung und Verschleiß auf.

Bezugszeichenliste

1
Stator
2
Rotor
3
Kolben-Zylinder-Anordnung
4
Ausnehmung
5
Kolben
6
Grund von 4
7
Kolbendruckraum
8
Rückstellfeder
9
Abrollkörper
10
Kurvenbahn
11
Hydraulikkanal
12
Aufnahme
13
Verteilerzylinder
14
Grund von 12
15
Ausnehmung in 13
16
Mitnehmerstift
17
Innenumfangsfläche von 12
18
erste Ringnut
19
Hydraulikkanal
20
erster Hydraulikanschluß
21
zweite Ringnut
22
Hydraulikkanal
23
zweiter Hydraulikanschluß
24
Ausnehmung in 25
25
Mantelfläche von 13
26
Druckanstellfläche
27
Ringraum
28
Hydraulikkanal
29
Wechselventil
30
Rückstellfeder
31
Niederdruckraum
32
Druckbegrenzungsventil
33
Absperrventil
34
Stößel
35
Rückstellfeder
36
Ausnehmung
37
freies Ende von 34
38
Ringnut
39
entsperrbares Rückschlagventil
40
Hydraulikkanal
I
Drehachse von 2
II
Drehachse von 9


Anspruch[de]
  1. Hydraulische Antriebsvorrichtung, insbesondere Drehvorrichtung für Baggergreifer und dergleichen, mit einem feststehenden Bauteil (1) und einem bewegten Bauteil (2), insbesondere einem Stator (1) und einem Rotor (2), mindestens zwei zwischen feststehendem Bauteil (1) und bewegtem Bauteil (2) angeordneten, über mindestens abschnittsweise voneinander getrennte Hydraulikleitungen (11, 19, 22) an gemeinsame Hydraulikanschlüsse (20, 23) anschließbaren Druckkammern (7), die über die Hydraulikanschlüsse (20, 23) in einer solchen Weise abwechselnd und nacheinander mit Hydraulikflüssigkeit druckbeaufschlagbar und dadurch expandierbar sowie entlastbar und komprimierbar sind, daß sich das bewegte Bauteil (2) relativ zum feststehenden Bauteil (1) bewegt, und einer Steuereinrichtung zum Steuern der Zu- und Abfuhr der Hydraulikflüssigkeit in dieser Weise zwischen den Druckkammern (7) und den gemeinsamen Hydraulikanschlüssen (20, 23),

    dadurch gekennzeichnet, daß in einem Abschnitt (11) der Hydraulikleitung mindestens einer Druckkammer (7), den diese nicht mit den anderen Druckkammer (7) gemeinsam hat, eine Absperreinrichtung (33, 39) vorgesehen ist, durch welche ein Abfließen von Hydraulikflüssigkeit aus der Druckkammer (7) zumindest weitgehend verhindert wird.
  2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1,

    dadurch gekennzeichnet, daß die Absperreinrichtung (33, 39) automatisch in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Antriebsvorrichtung steuerbar ist, wobei die Absperreinrichtung (33, 39) insbesondere unmittelbar über den Antriebsdruck der Hydraulikflüssigkeit entsperrbar ist.
  3. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

    dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammern (7) jeweils als ein Kolbendruckraum einer Kolben-Zylinder-Anordnung (3) ausgebildet. sind, die mit einem der beiden Elemente, feststehendes Bauteil (1) und bewegtes Bauteil (2), fest verbunden ist und deren Kolben (5) sich über einen Abrollkörper (9) an dem anderen Element abstützt.
  4. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 3,

    dadurch gekennzeichnet, daß sie als Drehvorrichtung mit Stator (1) und Rotor (2) ausgebildet ist und daß mit dem anderen Element eine Kurvenbahn (10) drehfest verbunden ist, auf welcher die Abrollkörper (9) der Kolben (5) laufen.
  5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4,

    dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (5) mit Dichtringen, insbesondere Kolbendichtungen, versehen sind.
  6. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

    dadurch gekennzeichnet, daß sie als Drehvorrichtung mit Stator (1) und Rotor (2) ausgebildet ist und daß die Steuereinrichtung als Radialverteiler ausgebildet ist, mit einem einen kreisförmigen Querschnitt aufweisenden Verteilerzylinder (13) und einer entsprechend kreiszylindrischen Aufnahme (12), in welcher der Verteilerzylinder (13) verdrehbar geführt ist, wobei der Verteilerzylinder (13) mit einem der beiden Elemente, Stator (1) und Rotor (2), drehfest verbunden und die Aufnahme (12) in dem anderen Element vorgesehen ist, und wobei die voneinander getrennten Abschnitte (11) der Hydraulikleitungen der Druckkammern (7) in die Aufnahme (12) münden und in Abhängigkeit von der relativen Drehstellung von Verteilerzylinder (13) und Aufnahme (12) über in der Mantelfläche (25) des Verteilerzylinders (13) vorhandene Ausnehmungen (24) abwechselnd und nacheinander mit einer in der Aufnahme (12) vorgesehenen ersten Ringnut (18), die an einen ersten Hydraulikanschluß (20) angeschlossen ist, und einer ebenfalls in der Aufnahme (12) vorgesehenen zweiten Ringnut (21), die an einen zweiten Hydraulikanschluß (23) angeschlossen ist, verbunden sind.
  7. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 6,

    dadurch gekennzeichnet, daß der Verteilerzylinder (13) in der Aufnahme (12) zwischen einer ersten Stellung, in welcher ein Abschnitt (11) der Hydraulikleitung mindestens einer Druckkammer (7), den diese nicht mit den anderen Druckkammern (7) gemeinsam hat, verschlossen sind, und einer zweiten Stellung, in welcher er geöffnet ist, axial verschiebbar ist.
  8. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 7,

    dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte (11) der Hydraulikleitungen in der ersten Stellung durch die Mantelfläche (25) des Verteilerzylinders (13) verschlossen sind, während sie in der zweiten Stellung über die Ausnehmungen (24) in der Mantelfläche (25) des Verteilerzylinders (13) jeweils entweder mit der ersten Ringnut (18) oder mit der zweiten Ringnut (21) verbunden sind.
  9. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 7,

    dadurch gekennzeichnet, daß in einem Abschnitt (11) der Hydraulikleitung mindestens einer Druckkammer (7), den diese nicht mit den anderen Druckkammern (7) gemeinsam hat, jeweils ein Absperrventil (33) angeordnet ist, welches entgegen der Kraft einer Rückstellfeder (35) über einen Stößel (34) in eine Öffnungsstellung verstellbar ist, welcher Stößel (34) in einer in die Aufnahme (12) des Radialverteilers mündenden Ausnehmung (36) geführt ist und sich an der Mantelfläche (25) des Verteilerzylinders (13) abstützt, wobei in der Mantelfläche (25) eine Ringnut (38) vorgesehen ist, in welche der Stößel (34) in der ersten axialen Stellung des Verteilerzylinders (13) mit seinem freien Ende (37) einfahren kann, so daß das Absperrventil (33) geschlossen ist, während der Stößel (34) in der zweiten axialen Stellung des Verteilerzylinders (13) durch dessen Mantelfläche (25) in Öffnungsstellung gehalten wird.
  10. Aritriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9,

    dadurch gekennzeichnet, daß der Verteilerzylinder (13) eine axiale Druckanstellfläche (26) zur Steuerung seiner Axialverschiebung aufweist, wobei die Druckanstellfläche (26) bevorzugt mit Antriebsdrucköl beaufschlagbar ist.
  11. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

    dadurch gekennzeichnet, daß in einem Abschnitt (11) der Hydraulikleitungen mindestens einer Druckkammer (7), den diese nicht mit den anderen Druckkammern (7) gemeinsam hat, jeweils ein entsperrbares Rückschlagventil (39) angeordnet ist, wobei die Rückschlagventile (39) bevorzugt über das Antriebsdrucköl entsperrbar sind.
  12. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

    dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einer Druckkammer (7) ein Druckbegrenzungsventil (31) angeordnet ist, welches in einen Niederdruckraum (31) der Antriebsvorrichtung öffnet.






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