<Desc/Clms Page number 1>
Ein besonderes Problem der Antriebstechnik ist die überwachung und Sicherung des Gleichlaufes von räumlich weit auseinanderliegenden Antrieben, die also mechanisch nicht oder doch nur mit grossem Aufwand gekoppelt werden können, bei denen aber eine Störung des Gleichlaufes zu schweren mechanischen Schäden
EMI1.1
als Flachtore ausgebildet sind. Im ersteren Fall würden bei einer zu grossen Gleichlaufabweichung die beiden
Torflügel in der Schliesslage nicht ordnungsgemäss ineinandergreifen und im zweiten Fall könnte ein Verkanten der Wehrtafel zu schweren mechanischen ISchäden oder doch zum Blockieren des Wehrverschlusses führen. Wo eine mechanische Welle zur Kopplung der Antriebe nicht möglich ist, hat man den Gleichlauf über eine sogenannte elektrische Welle sichergestellt. Häufig zieht man aber einen hydraulischen Antrieb vor.
In solchen
Fällen ist es bekannt, s. B. deutsche Auslegeschrift 1271554, den Gleichlauf mit Hilfe von elektrisch und mechanisch arbeitenden Differentialeinrichtungen zu überwachen und abhängig vom Ergebnis des Vergleiches der
Kolbenwege einen oder mehrere Arbeitszylinder in ihrer Beaufschlagung so zu steuern, dass sie einem sogenannten Führungszylinder nachgeführt werden. Eine weitere bekannte Lösung für die in Rede stehende Aufgabe, den Gleichlauf zweier Antriebe zu sichern, etwa um ein Schiefstellen eines Schleusentores zu verhindern, ist Gegenstand der USA-Patentschrift Nr. 2, 932, 171.
In diesem Fall ist eine Gleichlaufschaltung mit Hilfe von Gleitkontakten, welche mit feststehenden Kontaktsystemen zusammenarbeiten, und entsprechenden Relaisschaltungen verwirklicht, wobei eine zusätzliche Gleichlaufüberwachung mit Hilfe einer elektrischen Differentialeinrichtung (Selsynantriebe) vorgesehen ist, über deren Ausgang bei unzulässigen Abweichungen vom Gleichlauf durch Betätigung von Kontakten Massnahmen eingeleitet werden, um den Gleichlauf wieder herzustellen.
Alle bisher bekannten Lösungen erlauben jedoch nur eine unstetige Regelung, weil sie alle nach dem Prinzip eines Zweipunktreglers arbeiten.
Ziel der Erfindung ist es, eine Lösung für eine stetige und feinfühlige Regelung solcher Gleichlaufantriebe aufzuzeigen.
Gegenstand der Erfindung ist eine Gleichlaufregel- und -überwachungseinrichtung für Hydraulikantriebe, insbesondere zum Heben bzw. Absenken von Wehr- und Schleusenverschlüssen, mit zwei Arbeitszylindern oder - zylindergruppen, wobei die Arbeitszylinder aus getrennt arbeitenden Hydraulikanlagen gespeist werden und mindestens eine Hydraulikanlage eine in ihrer Fördermenge unmittelbar oder im Bypass regelbare Pumpe besitzt, wobei ferner ein Arbeitszylinder bzw. eine Arbeitszylindergruppe die Rolle eines Führungszylinders übernimmt und den bzw. die andern Arbeitszylinder mit Hilfe einer die Kolbenwege der Arbeitszylinder bzw.
Arbeitszylindergruppen untereinander vergleichenden Differentialeinrichtung nachführt, wobei in erfindunggemässer Weise eine an sich bekannte, elektromechanisch oder rein elektrisch arbeitende Differentialeinrichtung die Differenz der Kolbenwege der beiden Arbeitszylinder bzw. Arbeitszylindergruppen in eine der Differenz der Kolbenwege proportionale elektrische Spannung umwandelt, welche die Erregerspule eines elektromagnetischen Druckbegrenzungsventils speist, und dieses Druckbegrenzungsventil einen Servozylinder steuert, welcher die regelbare Pumpe in ihrer Fördermenge oder einen zur nicht regelbaren Pumpe parallelliegenden Mengenregler in seiner Durchlässigkeit verstellt.
An Hand der Zeichnungen soll der erfindungsgemässe Vorschlag näher erläutert werden, u. zw. in Fig. l für einen Stemmtorantrieb und in Fig. 2 für einen Flachtorantrieb.
In Fig. l sind mit--l'und l"--hydraulische Arbeitszylinder bezeichnet, die die Stemmtorflügel - 2', 2"-betätigen und mit --3'und 3"- die Hauptpumpen, die in ihrer Fördermenge über die Servozylinder--4', 4"-regelbar sind. In den von den Pumpen zu den Arbeitszylindern führenden Leitungen sind die Rückschlagventile --5', 5"-- und die hydraulischen Umschalter-6', 6"--zur wechselweisen
EMI1.2
"öffnen" und "Schliessen" derSteuerölleitungen sind die Rückschlagventile-9', 9"--vorgesehen.
Mit der Verdrehung des einen Stemmtorflügels, in den Zeichnungen mit dem linken Stemmtorflügel--2'--, ist ein Drehtransformator - gekoppelt (angedeutet durch die Verbindung des Drehpunktes des Torflügels mit dem die Regelung symbolisierenden Pfeil des Drehtranstormators), so dass jeder Flügellage eine bestimmte Ausgangsspannung des Drehtransformators zugeordnet ist. Diese Ausgangsspannung wird gleichgerichtet (Gleichrichter der Spule des elektromagnetischen Druckbegrenzungsventils --8'-- zugeführt, was durch die gestrichelt gezeichnete Einflusslinie --12'-- angedeutet wird. Mit der Bewegung beider Torflügel sind weiterhin Selsyngeber --13', 13"--gekoppelt, denen die Selsynempfänger--14', 14"--zugeordnet sind.
Die Rotoren der Selsynempfänger sind mit den Sonnenrädern eines mechanischen Differentialgetriebes --15-- gekoppelt. Die Planetenräder dieses Differentialgetriebes sind mit einem weiteren Drehtransformator--10"--und einer Kontakteinrichtung --16-- gekoppelt. Die Ausgangsspannung des Drehtransformators--10"--wird gleichgerichtet (Gleichrichter der Spule des elektromagnetischen Druckbegrenzungsventils--8"-zugeführt (angedeutet durch die Einflusslinie--12"--).
Die Wirkungsweise einer Gleichlaufregel- und -überwachungseinrichtung nach Fig. l ist wie folgt. Kommt
<Desc/Clms Page number 2>
das Kommando"Tor schliessen", so werden die Arbeitszylinder über die hydraulischen Umschalter--6', 6"-entsprechend beaufschlagt. Die Pumpen--3', 3"--beginnen mit ihrer Mindestfördermenge zu fördern, die durch Anschlag fixiert ist, u. zw. so, dass die Mindestfördermenge der Pumpe--3'--etwas höher liegt als die der Pumpe-3"--. Der Arbeitszylinder --1'-- übernimmt somit die Rolle eines Führungszylinders, dem der Arbeitszylinder --1"-- in einer nachstehend näher erläuterten Art und Weise nachgeführt wird.
über die schon
EMI2.1
wegabhängige Spannung wird gleichgerichtet der Spule des elektromagnetischen Druckbegrenzungsventils - aufgedrückt und in einen ihr proportionalen Druck umgeformt, mit welchem wieder der Kolben des Servozylinders --4'-- beaufschlagt wird. Legt man also den Drehtransformator --10'-- so aus, dass in den Torendstellungen die kleinste Spannung abgegeben wird und dazwischen die Spannung stetig zu-bzw. wieder
EMI2.2
--3'-Druckbegrenzungsventil--8'--ist.
Um sicherzustellen, dass beide Stemmtorflügel gleichzeitig die Schliessstellung erreichen, wird die Verschwenkung der beiden Torflügel mit Hilfe von Selsynantrieben--13', 14', 13", 14"--in dem mechanischen Differentialgetriebe --15-- überwacht. Jede Abweichung des Gleichlaufes, sei es in der einen oder andern Richtung, wird durch Verstellung des mit dem Differentialgetriebe gekoppelten Drehtransformators --10"-- in eine der Abweichung proportionale Spannung und über das Druckbegrenzungsventil --8"-- in einen der Gleichlaufabweichung proportionalen Druck umgewandelt. Mit diesem Druck wird der Servozylinder --4"-- beaufschlagt und damit die Fördermenge der Pumpe --3"-- erhöht oder verringert, so lange, bis der Arbeitszylinder nachgeführt ist.
Um sicherzustellen, dass der Gleichlauf auch bei grösseren Bewegungswiderständen für den geführten Torflügel --2"-- erzwungen werden kann, sind die maximalen Fördermengen der Pumpen--3', 3"-durch Anschlag so fixiert, dass die maximale Fördermenge für die Pumpe --3"-- des geführten Arbeitszylinders --1"-- höher liegt als die der Pumpe-3'--für den führenden Zylinder
Die mit dem mechanischen Differentialgetriebe gekoppelte Kontakteinrichtung --16-- arbeitet wie folgt.
überschreitet die Gleichlaufabweichung in der einen oder andern Richtung einen bestimmten Betrag, so wird die Regelung des Gleichlaufes dem Drehtransformator entzogen und wird die Spule des Druckbegrenzungsventils --8"-- an die volle Transformatorspannung (bei zu grossem Zurückbleiben des Torflügels--2"-) gelegt bzw. spannungslos gemacht (bei zu grossem Voreilen des Torflügels --2"--). Der Schleifer des Drehtransformators läuft bei grösser werdenden Abweichungen vom Gleichlauf spannungslos weiter und kann dadurch mehrmals durchgedreht werden, ohne dass ein Spannungswert abgegeben wird, der nicht der tatsächlichen Wegdifferenz entsprechen würde.
Wird die Gleichlaufabweichung trotzdem noch grösser, so wird über einen weiteren Kontakt die Anlage abgeschaltet und die Meldung "Gleichlauf gestört" gebracht.
An Hand der Fig. 2 wird die Anwendung der erfindungsgemässen Gleichlaufregel- und - überwachungseinrichtung für den Antrieb eines Flachtores näher erläutert. In diesen Zeichnungen sind korrespondierende Elemente gleich positioniert wie in Fig. l, also die Arbeitszylinder mit--l', l"--, das Flachtor mit--2--, die Hauptpumpen mit--3', 3"--, ein Servozylinder mit--4--, die Rückschlagventile mit--5', 5"--, die Steuerölpumpe mit--7--, ein elektromagnetisches Druckbegrenzungsventil mit ein Rückschlagventil in der Steuerölleitung mit--9--, ein Drehtransformator mit--10--, ein Gleichrichter
EMI2.3
Die Wirkungsweise einer Gleichlaufregel- und -überwachungseinrichtung nach Fig. 2 ist wie folgt. Die Pumpen-3', 3"-sind nicht regelbar, sondern für eine fixe Fördermenge ausgelegt, wobei jedoch die Fördermenge der Pumpe-3"-um etwa 10% höher liegt als die der Pumpe --3'--. Die Mengenregler --17', 17"-sind gleichfalls fix eingestellt, wobei jedoch der Mengenregler --17"-- eine etwa um 10% geringere Durchlässigkeit besitzt. Mit dieser Auslegung bekommt der Arbeitszylinder --1'-- die Funktion eines führenden Zylinders und der Arbeitszylinder --1"-- die eines geführten Zylinders.
Um den Gleichlauf für das Heben und Senken des Flachtores herbeiführen zu können, ist der Pumpe --13"-- bzw. dem Mengenregler --17"-- der weiteren Mengenregler --19-- parallelgeschaltet, der über den Servozylinder --4'-- in seiner Durchlässigkeit von Null bis zu etwa 20% der Durchflussmenge des Mengereglers --17'-- verstellbar ist.
Ähnlich wie im Falle der Fig. 1 wird die Vertikalbewegung der linken bzw. rechten Torseite über Selsyngeber und
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
Die der Gleichlaufabweichung proportionale Spannung des Drehtransformators wird wieder der Spule des Druckbegrenzungsventils --8-- zugeführt und in dem Ventil in einen der Gleichlaufabweichung proportionalen Druck umgewandelt, mit dem dann der Servozylinder--4--beaufschlagt wird, dessen Kolben den Mengenregler --19-- in dem einen oder andern Sinn verstellt.
Bleibt also beim Heben die rechte Torseite zurück, so wird der durch den Mengenregler--19--gegebene Bypass in seiner Durchlässigkeit gedrosselt und damit die Beaufschlagung des Arbeitszylinders--l"--vergrössert. Eilt anderseits beim Heben die rechte Torseite voraus, so wird der Mengenregler--19--in seiner Durchlässigkeit erhöht und der Arbeitszylinder solange weniger beaufschlagt, bis der führende linke Arbeitszylinder nachgekommen ist. Bleibt anderseits beim Absenken die rechte Torseite zurück oder eilt sie vor, so wird der Mengenregler --19-- in seiner Durchlässigkeit erhöht oder vermindert, bis der Gleichlauf wieder hergestellt ist.
Bei grösseren Absolutwerten der Gleichlaufabweichung wird, wie im Falle der Fig. l, über die Kontakteinrichtung--16--die Spule des Druckbegrenzungsventils--8--entweder an die volle Spannung des Drehtransformators--10-gelegt oder spannungslos gemacht und bei noch grösserer Gleichlaufabweichung wird der Antrieb abgeschaltet und die Meldung "Gleichlauf gestört" gegeben.
In der erfindungsgemässen Weise ist es möglich, auch bei hydraulischen Antrieben eine wirkungsvolle, weil stetig wirkende Gleichlaufregel- und überwachungseinrichtung vorzusehen, ohne dass die beiden Antriebe mechanisch oder hydraulisch gekoppelt werden müssen. Durch Wahl entsprechender Übersetzungen in der Umformung der Wegdifferenzen in einen Spannungswert lässt sich die Regelung und Überwachung sehr feinfühlig gestalten, so dass schon geringste Gleichlaufabweichungen erfassbar sind. Die bisher bekannte Zweipunktregelung würde bei gleicher Feinfühligkeit durch allzu häufiges Aus- und Einschalten eine sehr ungleichförmige Bewegung des geführten Zylinders ergeben.
Es wäre noch zu erwähnen, dass die Selsynempfänger--14', 14"--und das mechanische Differentialgetriebe --15-- durch einen rein elektrisch arbeitenden Differentialempfänger ersetzt werden können, welcher unmittelbar den Drehtransformator-10 bzw. 10"-und die Kontakteinrichtung-16betätigt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Gleichlaufregel- und -überwachungseinrichtung für Hydraulikantriebe, insbesondere zum Heben bzw.
Absenken von Wehr- und Schleusenverschlüssen, mit zwei Arbeitszylindern oder-zylindergruppen, wobei die Arbeitszylinder aus getrennt arbeitenden Hydraulikanlagen gespeist werden und mindestens eine Hydraulikanlage eine in ihrer Fördermenge unmittelbar oder im Bypass regelbare Pumpe besitzt, wobei ferner ein Arbeitszylinder bzw. eine Arbeitszylindergruppe die Rolle eines Führungszylinders übernimmt und den bzw. die andern Arbeitszylinder mit Hilfe einer die Kolbenwege der Arbeitszylinder bzw. Arbeitszylindergruppen untereinander
EMI3.2
bekannte, elektromechanisch oder rein elektrisch arbeitende Differentialeinrichtung die Differenz der Kolbenwege der beiden Arbeitszylinder (1', 1") bzw.
Arbeitszylindergruppen in eine der Differenz der Kolbenwege proportionale elektrische Spannung umwandelt, welche die Erregerspule eines elektromagnetischen Druckbegrenzungsventils (8", 8) speist, und dass dieses Druckbegrenzungsventil einen Servozylinder (4", 4)
EMI3.3