DE2349661A1

DE2349661A1 - Verbesserte winde, vor allem fuer bohrmaschinen

Info

Publication number: DE2349661A1
Application number: DE19732349661
Authority: DE
Inventors: Pierre Gassez; Calude Pelisson
Original assignee: BENOTO SAM FA
Current assignee: BENOTO SAM FA
Priority date: 1972-10-03
Filing date: 1973-10-03
Publication date: 1974-04-18
Also published as: BE805542A; NL7313610A; FR2201241B1; FR2201241A1; JPS49132750A; IT999604B; US3895779A; GB1439624A; CH578482A5

Description

/BENOTO-SAM

Die vorliegende Erfindung befaßt sich ganz allgemein und im "besonderen mit Winden, die es ermöglichen, eine Last zu heben und diese im freien Fall abzusenken. Derartige Winden werden vor allem für Bohrmaschinen mit einem sogenannten Schlagkübel verwendet, der das Bohrloch durch wiederholten freien Fall _t auf die Bohrlochsohle und durch fortwährende Aufnahme des durch den Aufprall losgelösten Materials herstellt. Dieses Material wird dann in dem Kübel an die Oberfläche befördert.

Die Tatsache, daß für die Last einer solchen Winde der freie Fall erforderlich ist, was eine beträchtliche Beschleunigung der Winde hervorruft, bedeutet, daß die Winde nicht direkt an den Antriebsmotor angeschlossen werden kann. Bisher hat man diese Schwierigkeit mit Hilfe einer Kupplungsvorrichtung zwischen der Winde und ihrem Antriebsmotor gelöst, die eine freie Drehung der Welle der Winde beim Fall der Last ermöglichte. Die Verwendung einer Kupplung hat sich jedoch als nachteilig erwiesen, da sie schwer einzustellen ist und dem Verschleiß unterliegt.

Darüber hinaus ist es in zahlreichen Fällen wünschenswert, daß der Fall der Last nicht vollkommen frei erfolgt, sondern daß die Geschwindigkeit der Last beim Fall gesteuert werden kann. Diese Bedingung wurde in der Vergangenheit erfüllt durch eine mit der Welle der Winde verbundene Bremsvorrichtung.. Diese Bremsvorrichtung bringt jedoch eine weitere Schwierigkeit ins Spiel, da der Betrieb der Kupplungsvorrichtung ganz genau mit dem der Bremsvorrichtung koordiniert werden muß, was während der Ausführung zahlreiche Probleme auf wirft.

Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, ein Hebewerk der oben angegebenen Art zu liefern, jedoch ohne die mechanische Kupplungsvorrichtung zwischen dem Antriebsmotor und der Welle der Winde, wodurch die Koordinierung der verschiedenen durchzuführenden Arbeitsvorgänge erleichtert wird.

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Sie hat somit zum Gegenstand eine Winde, die das Heben und Senken einer Last im freien Fall ermöglicht. Die Winde besteht aus einer drehbaren Trommel mit einem Zugseil, das an der Last befestigt ist, wobei die Winde von einem Motor angetrieben wird, der dadurch gekennzeichnet ist, daß er ständig mit der Trommel verbunden ist. Es handelt sich dabei um einen Hydraulikmotor, dessen Rotor sich im Verhältnis zum Stator frei drehen kann, d. h. mit Freilauf im Verhältnis zu letzterem durch einen zusätzlichen Steuerdruck. Die genannte Winde umfaßt u. a. eine Vorrichtung, die abwechselnd den Hauptbetriebsdruck des Motors für das Heben der genannten Last und den zusätzlichen Steuerdruck für den freien Fall dieser Last liefert.

Sonstige Kennzeichen der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor.

Die beigefügten Darstellungen dienen lediglich als Beispiel. Die Abb. 1 ist eine schematische Seitenansicht einer Bohrmaschine mit einem Schlagkübel unter Verwendung eines Hubwerks entsprechend der Erfindung.

Die Abb. 2 zeigt eine Seitenansicht und einen teilweisen Ächsschnitt einer Winde entsprechend der Erfindung.

-Die Abb. 3 ist eine Seitenansicht mit -einer teilweisen Abdeckung der Winde.

Die Abb. 4 zeigte ein Hydraulikschema der Winde entsprechend der Erfindung.

Die Winde, die Gegenstand der Erfindung ist, ermöglicht das Heben und den freien Fall einer Last mit der Möglichkeit einer . Geschwindigkeitsregulierung. Derartige Mnden werden vor aTJßm verwendet in Boir maschinen mit Greifern oder Meißeln, in Baggern für die Mitnahme der Schaufel, in Maschinen zur Herstellung .von Gruben mit Hilfe von Fallkübeln oder -meißeln oder in ähnli- ·

chen Vorrichtungen. - _

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Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf eine Bohrma- ■ schine mit Schlagkübel, wobei sich die Erfindung natürlich nicht nur auf diese besondere Einsatzart beschränkt.

Aus Abb. 1 geht hervor, daß die Bohrmaschine aus einer senkrechten Bohrsäule A besteht, die mit Ankerseilen B auf einem Chassis C gehalten wird, das fahrbar oder unbeweglich sein kann. Auf diesem Unterbau C befindet sich ein Verbrennungsmotor D und ein Hubwerk E gemäß der Erfindung, das den Kübel zwischen dem höchsten Punkt G der Bohrsäule A und dem Bohrloch durch ein Seil F hin und her bewegt. Es ist zu beachten, daß der Kübel in der Abb. 1 nicht zu sehen ist und daß die Bohrmaschine nur schematisch dargestellt wird, da sie selbst nicht zu der Erfindung gehört.

Was die Abb. 2 und 3 betrifft, so soll zunächst der maschinelle Teil der Winde der Erfindung beschrieben werden.

Diese Winde steht auf einem Sockel 1, auf dem sich zwei senkrechte Stützen 2 und 3 erheben. In diesen Stützen hängt eine Bommel 4 für das Seil F der Abb. 1, die sich um die Achse X-X drehen kann. Die Trommel 4 besteht aus einem Zylinder 5, der an einem Ende fest mit einem Flansch 6 verbunden ist, der seinerseits an dem Gehäuse 7 eines Hydraulikmotors 8 befestigt ist. Der Stator 9 dieses Motors 8, der sich im Innern des Rotors befindet, ist an der Auflage 2 befestigt und bei Drehung feststehend.

Der Zylinder 5 hat an seinem anderen Ende einen weiteren Flansch 10, an dem ein Rad 11 befestigt ist, das an seiner Peripherie eine zylindrische Bremsfläche 12 für ein Bremsband 13 aufweist. Der Flansch 10 ist darüber hinaus mit einem Zapfen 14 in einem Lager 15 verbunden, das seinerseits in die Stütze 3 eingebaut ist. Außerdem ist eine Schutzplatte .16 vorgesehen, die die Fläche, auf die das Seil F um die Trommel 4 herum aufgewickelt werden kann, begrenzt.

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Das Bremsband 13 ist an-einem Ende an einer Spannvorrichtung (Abb. 3) befestigt, die durch ein Gelenk 18 mit dem Sockel 1 der Winde verbunden ist. Das andere Ende dieses Bremsbandes ist an einen Schwingarm 19 angeschlossen, der fest mit einem Hebel 20 verbunden ist. Der Schwingarm und der Hebel können sich um einen Zapfen 21 drehen, der fest"mit dem Sockel 1 der Winde verbunden ist. Das freie Ende des Hebels 20 ist an einer Stange 22 eines Zylinders 23 befestigt, der durch ein Gelenk 24 mit dem Sockel 1 verbunden 1st. Zwischen dem Kolben 25 des Zylinders 23 und der Kappe 26 befindet sich eine Feder 27, die so auf den Hebel 20 einwirkt, daß das Bremsband 16 auf die Bremsfläche 12 des Rades 11 gedrückt wird, wenn der Zylinder 23 nicht unter Druck steht. Damit ist die Bremse angezogen.

Bei dem Hydraulikmotor 8 handelt es sich um einen Umkehrmotor,, wobei sich der Rotor und Stator mit Hilfe des Haupthydraulikdrucks zur Erzeugung eines Antriebsmoments im Verhältnis zueinander drehen können. Darüber hinaus können der Rotor und Stator im Verhältnis zueinander praktisch ohne Reibung und mit sehr großer Geschwindigkeit laufen, wenn bei Ausschalten des Haupthydraulikdrucks ein Steuerdruck angewandt wird, der natürlich keine Verbindung herstellt. Ein für die Winde dieser Erfindung besonders geeigneter Motor dieses Typs wird von der schwedischen Firma Hägglunds hergestellt und verkauft. Er hat die Nummer 4150 und verfügt über eine Durchsatzleistung in der Hauptleitung Von 4,71 1. je Umdrehung. Dieser Motor besteht aus einem Stator, in dem Radialkolben, die dem Hauptdruck ausgesetzt sind, schwingen können. Um diesen Stator kann sich ein Rotor drehen, der mit einem Nockenkranz versehen ist. Die Rollen an den Kolben werden zu einer radialen Schwingungsbewegung' bei Berührung mit dem Nockenkranz angeregt. Während des Betriebs des Motors zwingt der auf die Kolben ausgeübte Hauptdruck die Rollen dazu, ständig mit dem Nockenkranz des Rotors in Berührung zu bleiben, um ihm so eine Drehbewegung zu verleihen.

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Dieser Motor weist außer dem eine Steueröffnung auf, die es ermöglicht, die Radialkolben der Motorachse anzunähern L und die Rollen des .Nockenkranzes abzuheben, wenn die Öffnung einem bestimmten zusätzlichen,Steuerdruck ausgesetzt wird. Unter diesen Bedingungen läuft der Rotor des Motors im Verhältnis zum Stator vollkommen im Freilauf, wobei die Reibungskräfte außerordentlich gering sind und ausschließlich von.den Lagern des Motors bestimmt werden.

Obgleich dieser Motor für die Winde gemäß der vorliegenden Erfindung besonders geeignet ist, können auch andere reversible Hydraulikmotoren, wie beispielsweise der Motor CH 800 der Firma Tractelj, verwendet werden. Dieser Motor besteht aus Axialkolben,"die auf eine Schwingscheibe einwirken, wobei die Kolben von dieser Platte abgehoben werden können, um den Freilauf des Rotors im Verhältnis zum Stator zu erzielen.

Die Winde ist mit einer Steuervorrichtung verbunden, deren bevorzugte Ausführungsart in Abb. 4 wiedergegeben wird. Bei dieser Abbildung handelt es sich .um eine schematische Darstellung des Hydraulikmotors 8 der Abb. 2 sowie der Ausflußöffnungen 8a und 8b, auf die der Hauptdruck ausgeübt wird, und der Steueröffnung 8c, die den Steuerdruck für den Freilauf des Rotors im Verhältnis zum Stator aufnimmt. Außerdem zeigt .die Abb. 4 den Zylinder 23 und das Bremsband 13 _t das auf das Rad 11 einwirkt.

Der reversible Hydraulikmotor 8 wird von einem Pumpenaggregat 28 gespeist, das aus zwei Pumpen 29 und 30 mit je einer hohen und einer niedrigen Durchflußmenge besteht. Diese Pumpen und 30 saugen die Hydraulikflüssigkeit durch einen Filter aus einem Behälter 31 an.

Mit Hilfe dieser beiden Pumpen 29 und 30 kann der Motor 8 mit. verschiedenen Geschwindigkeiten laufen. Die Pumpe 30 ist -an ein Leitungsnetz 33 angeschlossen, das über eine Gegen-

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druckklappe 34 mit einem Steuerverteiler 35 mit fünf Öffnungen a bis £ verbunden ist. Dieser Verteiler kann drei Positionen einnehmen, wovon die Zwischenstellung die stabile Lage ist, die in Abb. 4 dargestellt wird. In dieser Stellung ist die Gegendruckklappe 34 an ein Leitungsnetz 36 angeschlossen, das mit dem Hauptrücklaufsystem der Hydraulikflüssigkeit 37 verbunden ist. Dieses Leitungssystem mündet über ein Gegendruckventil 38 in den Behälter 31. Die anderen Stellungen des Verteilers 35 lassen sich von Hand steuern. So kann die Öffnung a des Verteilers 35 mit einem Leitungsnetz 39 in Verbindung

gebracht werden, das direkt an die Öffnung 8a des Motors 8 angeschlossen ist.~Die Öffnung 8a ist außerdem mit dem -Sicherheitsventil 34 verbunden, das darüber hinaus an dieÖfftung b des Verteilers 35 angeschlossen ist. Das Leitungsnetz 39 ist an die Öffnung £. angeschlossen, während das Leitungsnetz 36 mit der Öffnung d verbunden ist. Darüber hinaus hat der Verteiler 35 eine Öffnung e_, die an ein Leitungssystem 40 angeschlossen-ist-,-das direkt in den Behälter 31 mündet.

Der Motor 8 kann von der Pumpe 30 gespeist werden, wenn der Verteiler 35 in die Stellung gebracht wird, in der die Öffnungen a und £ miteinander verbunden sind.

An das soeben beschriebene Netz ist ein Versorgungskreislauf der Pumpe 29 mit einer hohen Leisiaig angeschlossen. Diese ist mit einem Leitungssystem 41 verbunden, das in einen zweiten Verteiler 42 mit vier Öffnungen a, b, £ und d einmündet. Mit Hilfe dieses Verteilers 42 kann das Leitungsnetz 41 mit dem Gegendruckventil in Verbindung gebracht werden, wenn die Öffnungen a und c durch Handsteuerung miteinander verbunden werden. Der Verteiler 42 nimmt jedoch normalerweise die in Abb. 4 dargestellt Position ein, wobei die Öffnungen b und d miteinander verbunden sind, so daß der Verteiler 42 in seiner Ruhestellung es der Pumpe 29 ermöglicht, durch die Leitung 43 direkt in das Rücklaufsystem 37 zu fördern. Bei einer Verbindung der Öffnungen a und £ dieses

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Verteilers dagegen kommt es zu einer Reihenschaltung der beiden Versorgungskreisläufe des Motors 8. Daraus'ergibt sich, , daß der Motor 8 zunächst an die Pumpe 30 mit der geringen Leistung angeschlossen werden kann, um eine niedrige Motor-.geschwindigkeit 2u erzielen, und danach an die Pumpe 29, deren Durchflußmenge zu der der Pumpe 30 hinzukommt, so daß eine Drehung der Winde mit hoher Geschwindigkeit gewährleistet ist.

Die Pumpen 29 und 30 sind jeweils an das Rücklaufsystem 37 über die Sicherheitsventile 44 und 45 angeschlossen, die auf die Drücke geeicht sind, die in Abhängigkeit von den durch diese Pumpen gelieferten Drücke berechnet wurden, um den Widerstand bei Erreichen der Eichdrücke aufzuheben.

Die Öffnung 8b des Motors 8 ist normalerweise über eine Leitung 46 an ein Gegendruckventil 47 angeschlossen, das ebenfalls mit der Leitung 37 verbunden ist. Die Leitung 46 ist darüber hinaus mit einem Dreiwegeschieber 48 verbunden, in den die Leitung 49 einmündet, die dem Austrittsdruck der Pumpe 29 ausgesetzt ist. Der Schieber 48 ist außerdem mit einem Rückschlagventil 50 verbunden, das an die Leitung 39 angeschlossen ist.

Der Zylinder 23 kann den Steuerdruck eines Bremslösungszylinders 51 aufnehmen, der über einen, dem Bedienungspersonal zugänglichen Hebel 52 gesteuert wird. Diese Verbindung wird hergestellt über eine Wählvorrichtung 53 mit drei Öffnungen a, b und c, wobei die Öffnung c. an die Leitung 39 angeschlossen ist. Der Steuerzylinder 51 ist direkt mit der Steueröffnung 8c des Hydraulikmotors über die Leitung 54 verbunden, in die ebenfalls der Ausgang eines Speichers 55 einmündet. Diese Leitung ist mit dem Behälter 31 über eine Rücklaufleitung 56 verbunden, in die ein geeichtes. Ventil 57 eingebaut ist.

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Die Wählvorrichtung 53 ist über.die Leitung 58 an die Steueröffnung a eines Rückschlagventils 59 angeschlossen, das einerseits mit dem Behälter 31 und andererseits mit den Sicherheitsventilen 44 und 45 verbunden ist. Die beiden letzteren sind jeweils mit einer Steueröffnung a versehen, durch die ein Steuerdruck ausgeübt werden kann, um ein Eichen der Ventile auszuschalten. Es ist zu beachten, daß ein Rückschlagventil 60 zwischen die Rückschlagklappe 59 und die Steueröffnung a des Sicherheitsventils 44 eingeschoben . wurde.

Die Leitungen 37 und 56 sind durch ein Drossel- 61 und Rückschlagventil 62 miteinander verbunden, wobei die Ventile hintereinander geschaltet sind.

Das Hubwerk funktioniert folgendermaßen.

Wenn die Winde in einer Bohrmaschine verwendet wird, wie sie in der Abb. 1· schematisch dargestellt ist, muß der reversible Hydraulikmotor drei verschiedene Arbeitsgänge bewältigen:

1. Das Heben des gefüllten Kübels;

2. Den freien, Fall des Kübels, eventuell mit Bremssteuerung;

3. Das Abrollen des Seils F von der Trommel 4, wenn der Kübel nicht an dem Seil aufgehängt ist.

Wenn sich die Bohrmaschine, in Ruhestellung befindet, wird das Bremsband 13 gegen die Bremsfläche des Rades 11 gedrückt, um die Winde in der Drehung zu blockieren. Die auf das Bremsband 13 ausgeübte Bremskraft wird somit ausschließlich durch die Spannung der Feder 27 in dem Zylinder 23 bestimmt. Diese Anordnung ermöglicht eine absolute Betriebssicherheit der Maschine. Wenn der auf den Zylinder 23 ausgeübte Hydraulikdruck beispielsweise durch einen Leitungsbruch ausfallen

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sollte, wird die Winde unverzüglich blockiert.

Der Verteiler 35 ermöglicht eine allmähliche Steuerung der Durchflußmenge der Hydraulikflüssigkeit und somit eine Geschwindigkeitsregulierung des'Motors 8, d. h. der Last.

Mit Hilfe der Verteiler 35 und 42 und der ihnen zugeordneten Pumpen 30 und 29 kann der Motor 8 mit zwei Geschwindigkeiten laufen, wobei die höhere Geschwindigkeit dazu dient, die senkrechte Kraft zum Heben des Kübels zu liefern, während mit Hilfe der niedrigen Geschwindigkeitsstufe eine größere Hubkraft auf das Zugseil F ausgeübt werden kann, die eventuell erforderlich ist für die Förderung eines Kübels, der _t in dem Bohrloch einer Saugwirkung ausgesetzt ist, für das Lösen von festsitzendem Bohrwerkzeug oder für zusätzliche Steuervorgänge. Die beiden Hubkraftstufen werden durch die unterschiedlich geeichten Sicherheitsventile 44 und 45 bestimmt*

Um die Beschreibung des Betriebs dieser Winde zu vereinfachen, sollen nacheinander untersucht werden:

1. Das Heben der Last;

2. Der automatische Freilauf des Hydraulikmotors 8;

3. Das Lösen der Bremse 13» automatisch oder von Hand;

4. Die Sicherheitsvorrichtung, die bei Freilauf des Motors eine unzeitige Hebesteuerung verhindert;

5. Das Abrollen des Seils F von der Trommel bei Fehlen einer Last.

Es ist zu beachten, daß der Betrieb dieser Winde erklärt werden wird unter Verwendung bestimmter Druckwerte, die bei -der Verwendung eines Hydraulikmotors des Typs Hägglunds vorgeschrieben sind. Es versteht sich,- daß diese Werte nur als Beispiel dienen, " _; und daß sich die Erfindung weder

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auf die angegebenen Druckwerte noch auf einen Hydraulikmotor eines bestimmten Typs beschränkt, vorausgesetzt, daß dieser, wie oben beschrieben, die Möglichkeit des Freilaufs des Stators im Verhältnis zum Rotor aufweist.

1. Das Heben einer Last

Dieser Vorgang wird von Hand gesteuert, wobei auf die Verteiler 35 und 42 eingewirkt werden kann. Der Verteiler muß zuerst betätigt werden, damit die Einschaltung des anderen Verteilers 42 wirksam ist.

Wenn die Öffnungen a und £ des Verteilers 35 miteinander verbunden werden sollen, fördert die Pumpe 30 die Hydraulikflüssigkeit durch die Leitung 39 und dann zu der Ein- iritbsööhung 8a des Motors, wobei der Rücklauf über das Ventil 47, die Leitung 37 und das Ventil 38 erfolgt.

Bei einer zusätzlichen Einwirkung auf den Verteiler 42 kommt die Durchflußmenge der Pumpe 29 zu der der Pumpe über die Leitung 41 und die Öffnungen a und £ des Verteilers 35 hinzu. Wenn dies nicht der Fall ist, wird die Durchflußmenge der Pumpe 29 direkt über die Leitung 37 in den Behälter zurückgeführt»

Während des Hebevorgangs wird die Bremse 13 automatisch gelöst, denn die Wahl vorrichtung 53 verbindet ihre Öffnungen b und £ miteinander und übt somit den Hauptdruck des Motors auf den Zylinder 23 aus.

Wenn die Betätigung der Verteiler 35 und 42 eingestellt wird, befindet sich der Kreislauf unmittelbar unter den Bedingungen des freien Falls der Last, der jedoch durch das Anziehen der Bremse 13 blockiert wird. Unter diesen Bedingungen befindet sich der Motor 8 im 'Freilauf". .

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2. Automatischer Freilauf des Motors 8

Wie bereits erwähnt, erfolgt der Freilauf durch Ausübung eines zusätzlichen Steuerdrucks auf den Motor über seine Öffnung 8c. In dem beschriebenen Fall liegt der Mindestdruok für den Freilauf (Unterbrechung des Kontaktes zwischen den Rollen des Stators und dem Nockenkranz des

Rotors) bei etwa 0,6 kg/cm , während der für den Widerstand des Gehäuses des Motors 8 zulässige Höchstdruck 1 kg/cm beträgt. Die für den Freilauf erforderliche Ölzufuhr erfolgt gleichzeitig durch:

a) den Speicher 55 mit einem Druck von 0,5 kg/cm , der sein eingelagertes Ölvolumen entsprechend dem Leitungsdruck, der vorzugsweise bei 0,750 kg/cm² liegt, unverzüglich wieder auffüllt. ;

Td) die Druckregulierungsleitung, die über ein kurzes Stück durch das Drosselventil 61 gespeist wird. Dieses Leitung des Motorgehäuses umfaßt: ,

- das auf etwa 0,750 kg/cm geeichte Ventil 57,. das —als-Drucksicherung -verwendet wird;

-_das Rückschlagventil 62 zur Erhaltung des Drucks in . dem Leitungsnetz bei Stillstand der Maschine und des Pumpenaggregats 28;

- eine Versorgungsvorrichtung des Steuerzylinders 51

. zur Erzielung eines permanenten Druckausgleichs in der Leitung für das manuelle Lösen der Bremse 13.

Diese Druckausgleichsleitung, die ständig unter Druck gehalten wird, hält den Motor ständig im Freilauf, wenn der Bedienungsmann keine anderen Befehle erteilt. Auf diese Weiee ist der. Motor etets bereit, den freien Fall der Last zu ermöglichen. « -?2 -

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In der Hauptrücklaufleitung 37 verursacht das Gegendruckventil 38 durch sein Eichen einen zusätzlichen Druckverlust, um einen Druck von 1 kg/cm am Eingang des Drosselventils 61 zu erreichen.

Damit der Freilauf des Motors 8 wie oben beschrieben erfolgt, müssen darüber hinaus die Versorgungsöffnungen 8a und 8b des Motors unbedingt mit dem Behälter 31 ver- ' bunden sein oder unter einem sehr niedrigen Druck stehen. Diese Bedingung wird erfüllt durch:

1. den Verteiler 35 in seiner in Abb. 4 dargestellten Ruhestellung, der die Öffnung 8a des Motors mit dem Behälter 31 verbindet;

2. das Rückschlagventil 50, das die Öffnung 8b des Motors mit der Leitung 40 verbindet. Da das Ventil 50 auf

0,050 kg/cm geeicht ist, besteht nur ein sehr schwacher Druck an der Öffnung 8b. Ohne dieses Ventil stünde .die Öffnung 8b unter dem durch das Ventil 47

hervorgerufenen Staudrück (2 kg/cm ), so daß ein angemessener Freilauf nicht möglich wäre.

In dem Hydraulikmotor unseres Beispiels würde dies letzten Endes darauf hinauslaufen, daß die Hälfte der Kolben des Stators nach Beendigung des Hebevorgangs oder zu Beginn des freien Falls beim Lösen der Bremse 13 ausgefahren blieben.

Das vollständige Zurückholen der Kolben zu Beginn des freien Falls durch Ausübung eines zusätzlichen Drucks an der Öffnung 8c und durch Ausschaltung des Hauptdrucks an den Öffnungen 8a und 8b des Motors wird ein Aufschlagen der Rollen auf dem Nockenkranz des Rotors und auf die Nocke des Gehäuses vermieden. - _f

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Beim Anhalten der< Winde nach dem Vorgang des Hebens kommt es durch die Zeit bis zur Betätigung des Bremsbahdes 13 zu einem sehr kurzen Abrollen des Seils F, wodurch die Kolben von dem Nockenkranz abgehoben werden.

Darüber hinaus übt der Akkumulator 55 eine zweite Funktion aus.

Bei Steuerung des Hebe vjrgangs durch den Verteiler 35 treten die Kolben des Motors aus und stützen sich gegen den Nockenkranz mit der Geschwindigkeit, die der Durchsatzmenge des Öls entspricht. Der Akkumulator absorbiert dann das aus dem Motorgehäuse zurückgedrückte Ölvolumen, das dem Austrittsvolumen der Kolben mit einer Druckschwankung entspricht, ohne daß der zulässige Höchstwert von 1 kg/cm überschritten wird. Gleichzeitig gibt das Ventil 57 Druckflüssigkeit an den Behälter 31 ab, um den normalen Leitungsdruck (0,750 kg/cm ) wiederherzustellen.

Nur die Wirkung des Ventils ohne den Akkumulator 55 würde zu einem Hebevorgan unter Druck im Augenblick des Austritts der Kolben führen.

3. Lösen des Bremsbandes.15

Das Lösen wird entweder von Hand oder automatisch gesteuert, wobei auf den letzteren Fall bereits weiter oben eingegangen wurde.

Die doppelte Steuerung ist mit Hilfe der Wählvorrichtung 53 möglich. Je nachdem, welche Kraft auf den Steuerhebel 52 des Zylirfders 51 einwirkt, wird ein Druck in dem Zjlinder 23- erzeugt, der die Beanspruchung der Feder 27 verringert oder vollständig aufhebt. Diese nach dem Belieben des Bedienungspersonals unterschiedliche Einflui3-

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nähme ermöglicht verschiedene hydraulische Zugbeanspruchungen des Bremsbandes und ergibt eine deutlich spürbare Br ems steigerung, Beim freien Fall handelt der Bedienungsmann wie oben beschrieben, indem er den vollständigen Hub des Zylinders 51 ausnutzt, um Druck und Ölvolunien in den Zylinder 23 weiterzuleiten, um die Feder 27 zusammenzudrücken. Durch das Zusammendrücken der Feder wird das Bremsband 13 vollständig freigesetzt und der völlig freie Fall der Last hervorgerufen.

Das automatische Lösen erfolgt durch ' Steuerung des Ver- ' teilers 35» indem die Leitung zum Lösen der Bremse durch die Öffnung £ der Wählvorrichtung 53 unter Druck gesetzt und der Zylinder versorgt wird, der die Feder 27 zusammendrückt und das Bremsband 13 freisetzt.

In beiden Fällen nimmt die Feder 27 ihre Bremswirkung unmittelbar nach Einstellung des hydraulischen Einflusses auf den Zylinder 23 wieder auf. Die Wählvorrichtung 53 ermöglicht eine Druckverminderung und den Rückfluß des Öls von der Öffnung b zu der Öffnung a. in dem einen Fall und von der Öffnung b zu der Öffnung £ in dem anderen Fall.

Diese Bremsvorrichtung hat zwei wesentliche Vorteile, nämlich die Steigerungsfähigkeit und Empfindlichkeit des Lösens der Bremse von Hand mit der Möglichkeit des völlig freien Falls und die Betriebssicherheit durch Bremswirkung beim Bruch einer Hydraulikleitung.

4. Sicherheitsvorrichtung, die beim Freilauf des Motors ein Heben verhindert

Es versteht sich, daß während des freien Falls der Last um jeden Preis verhindert werden muß, daß Rotor und Stator miteinander verbunden werden» Andernfalls-würde- der Motor

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sofort beschädigt wegen der relativ hohen Drehgeschwindigkeit zwischen" Rotor und Stator, die zehnmal so groß sein kann wie die normale Betriebsgeschwindigkeit.

In dem beschriebenen Fall des Hägglunds-Motors kann die • Geschwindigkeit beim freien Fall 500 - 600 t/min erreichen, während die normale Geschwindigkeit bei 70 t/min liegt.

Darüber hinaus würde der Motor beim freien Fall als Hydraulikpumpe wirken, während die erhöhte Geschwindigkeit zu einem ständigen Anschlagen der Rollen gegen den Nockenkranz führen würde ohne die Möglichkeit des Ineinandergreifens Von Rotor und Stator, da die Versorgung mit Öl eindeutig unzureichend und die Trägheit der in Bewegung befindlichen Massen zu groß wäre.

Infolgedessen umfaßt die Sicherheitsvorrichtung die Leitung 58, die den Ausgang des Steuerzylinders 51 mit der Steueröffnung a des Ventils 59, mit dem Rückschlagventil 60 und dem Gegendruckventil 34 verbindet.

Wenn die Leitung für das Lösen der Bremse durch Steuerung des Zylinders 51 unter Druck-gesetzt wird, öffnet sich das Klappenventil 59, wodurch ein Zugang von den ungeeichten Öffnungen a der Sicherheitsventile 44 und 45 zu dem Behälter 31 geschaffen wird. Auf diese Weise werden diese Ventile zu Entlastungsventilen der Pumpen 29 und 30, die dann durch die jeweiligen Auslaßöffnungen direkt in den Behälter fördern.

Es bleibt jedoch ein Restdruck oberhalb der Sicherheitsventile 44 und 45 infolge der inneren Druckverluste bestehen (im vorliegenden Fall 3,5 kg/cm ), der den Ve r-

teiler 35 versorgen könnte. Das auf 5 kg/cm geeichte Gegendruckventil 34 verhindert diese Versorgung, so daß

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der Verteiler 35 selbst beim freien Fall der Last ohne Störung auch zufällig betätigt werden kann.

Wenn kein Befehl zum Lösen der Bremse ergeht, ist das Ventil 59 normalerweise geschlossen und ermöglicht den Betrieb der. Sicherheitsventile zu den gewünschten Eich-. werten und Drücken. In diesem Fall trennt das Ventil 60 die internen Steuerleitungen der Sicherheitsventile 44 und 45» um einen Rückfluß vom Ventil 45 zum Ventil 44 zu vermeiden.

5. Abrollen des Seils F von der Walze bei fehlenderl Last

Das Abrollen des Seils F von der Walze durch Umkehrung der Drehrichtung des Hydraulikmotors 8 verhindert ein manuelles Ziehen an dem Seil, um eine umgekehrte Drehrichtung zu erreichen.

Die Steuerung des Dreiwegehahns 48 verbindet durch die Öffnungen b und £ die Rückflußleitung der Pumpe 29 und den Ausgang 8b. des Hydraulikmotors 8. Durch manuelles Lösen des Bremsbandes 13 mit Hilfe des Zylinders 51 und durch Einstellung des Verteiler 42 bewirkt der Restdruck an den Sicherheitsventilen 44 und 45, die in diesem Augenblick als Entlastungsventile verwendet werden, die umgekehrte Drehung des Motors durch seine Öffnung 8b. Der Druck, der die umgekehrte Drehung gewährleistet, wird erhalten und durch das Gegendruckventil 47 begrenzt.

Möglich ist auch eine Verbindung der Leitung 49 mit der Öffnung £ des Verteilers 42 anstelle der Verbindung mit dem Sicherheitsventil 44. Diese Anordnung ist in-der Abb. 4 durch die Leitung 49A gestrichelt dargestellt.

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Unter diesen Bedingungen verbindet der Dreiwegehahn 48 duxch seine Öffnungen b und £ die Rückflußleitung der Pumpe 30 mit dem Ausgang 8b des Hydraulikmotors 8. Durch manuelles Lösen des Bremsbandes 13 mit Hilfe des Zylinders 51 bewirkt der Restdruck an dem Sicherheitsventil 45, das in diesem Augenblick als Entlastungsventil verwendet wird, die umgekehrte Drehung des Motors durch seine Öffnung 8b. Der Druck, der die umgekehrte Drehung gewährleistet, wird erhalten und durch das Gegendruckventil 47 begrenzt.

Um von neuem ein Bohren durch freien Fall zu ermöglichen, muß der Dreiwegehahn 48 wieder in seine Ausgangsstellung gebracht werden (Verbindung der Öffnungen a und b).

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Claims

ANSPRÜCHE

1. Jwinde für das Heben und den freien Fall einer Last mit einer drehbar montierten Trommel, auf der ein Zugkabel aufgerollt, ist, das an der Last befestigt ist. Die Winde wird von einem Antriebsmotor in Drehung versetzt, wobei der Motor

(8) ständig mit der Trommel (4) verbunden ist und aus einem Hydraulikmotor besteht, dessen Rotor (7) sich im Verhältnis zum Stator (9) frei drehen kann, d. h. daß ein Freilauf möglich ist im Verhältnis zu letzterem durch Ausübung eines zusätzlichen Steuerdrucks. Die genannte Winde umfaßt außerdem eine Vorrichtung, die abwechselnd den Hauptbetriebsdruck des Motors für das Heben der genannten Last und den zusätzlichen Steuerdruck für den freien Fall dieser Last liefert. ■ ; ' -

2. Winde gemäß Anspruch 1, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die genannte Versorgungsvorrichtung aus einer Einheit für den Hauptdruck (28) und einer Quelle für den Zusatzdruck (51) besteht. Es sind Mittel (44, 45) vorgesehen, um die genannte Einheit für den Hauptdruck kurzzuschließen, wenn die genannte Quelle für den Zusatzdruck dazu veranlaßt wird, ihren Austrittsdruck zu liefern.

3. Winde gemäß Anspruch 2, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die genannte Einheit zur Erzeugung des Hauptbetriebdrucks (28) aus mindestens einer Pumpe (29) besteht, die einerseits mit dem genannten Motor (8) und andererseits mit einem Sicherheitsventil (44) verbunden ist, das diese Pumpe kurzschließen kann. Bei der Quelle für den Zusatzdruck handelt es sich um einen Steuerzylinder (51), der mit dem genannten Motor (8) und dem genannten Sicherheitsventil verbunden ist, um ein Eichen auszuschalten, wenn der genannte Steuerzylinder 051) betätigt' wird. " ' -

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4. Winde gemäß Anspruch 3, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die genannte Einheit zur Erzeugung des Hauptdrucks (28) aus einer Pumpe mit einer hohen Leistung (29) und einer Pumpe mit einer geringen Leistung (30) besteht, die ■jeweils mit dem genannten Motor (8) verbunden sind über

• Verteiler (42, 35), wobei jede Pumpe (29, 30) an ein Sicherheitsventil (44, 45) angeschlossen ist, dessen Eichung durch den genannten Steuerzylinder (51) abgeschafft werden kann. . :

5. Winde gemäß Anspruch 4, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Sicherheitsventile (44, 45) von dem genannten Steuerzylinder (51) aus gesteuert werden mittels eines Rückschlagventils (59), das direkt an das eine Ventil (45) angeschlossen und mit dem anderen Ventil (44) über ein Rückschlagventil (60) verbunden ist.

6. Winde gemäß Anspruch 4 oder 5, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die genannten Verteiler (35» 42) in Reihe geschaltet sind.

7. Winde gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie außerdem noch eine Bremsvorrichtung (11, A3* 23, 27, 51) aufweist, um die Drehung der genannten Trommel (4) abzubremsen und/oder zu blockieren, sowie hydraulische Vorrichtungen (53» 58, 59), um die Anwendung des genannten Hauptdrucks, des genannten Zusatzdrucks und der von der genannten Bremsvorrichtung (11, 13» 23, 27» 51) ausgeübten Wirkung zu koordinieren.

8. Winde gemäß Anspruch 7, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die genannte Bremsvorrichtung aus einer Bremse im eigentlichen Sinne (.13) besteht, die auf die genannte Trommel (4) einwirkt und ständig in ihrer vollständigen

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Bremsstellung beansprucht wird, sowie einem hydraulischen Zylinder (23) zum Lösen der genannten Bremse (13)» wobei der Hydraulikdruck in diesem Zylinder gegen die Feder (47) gerichtet ist, die das Anziehen der genannten Bremse (13) bei Fehlen des Drucks hervorruft.

9. Winde gemäß Anspruch 8, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der genannte Zylinder (23) für das Lösen der Bremse (13) durch den Zylinder (51) mit Handsteuerung betätigt wird.

10. Winde gemäß Anspruch 3 in Verbindung mit Anspruch 9, die dadurch gekennzeichnet, daß der Staierzylinder der ge-

. nannten Quelle für den Zusatzdruck und der Steuerzylinder für das Lösen der Bremse (13) aus ein und demselben Element (51) bestehen.

11. Winde gemäß Anspruch 10, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der genannte Steuerzylinder (51) einerseits mit der Öffnung (8c) für den Zusatzdruck des genannten Motors (8) und andererseits mit dem Zylinder (23) für das Lösen der Bremse verbunden ist.

12. Winde gemäß Anspruch 11, die dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Speicher (55) von der Leitung.(54) abzweigt, die die genannte Öffnung (8c) für den Zusatzdruck mit dem Steuerzylinder (51) verbindet.

13. Winde gemäß Anspruch 11 oder 12, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der genannte Zylinder (23) für das Lösen der Bremse (13) mit dem genannten Steuerzylinder (51) über eine Wählvorrichtung (53) verbunden ist, die in die Hauptversorgungsleitung (39) des genannten Motors (8) in der Weise eingebaut ist, daß das Lösen der genannten Bremse (13) entweder durch Steuerdruck oder

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durch den Versorgungsdruck des genannten Motors (8) erfolgen kann.

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