DE1036645B

DE1036645B - Elektro-hydraulische Fernsteuereinrichtung fuer hydraulische Getriebe und Pumpen

Info

Publication number: DE1036645B
Application number: DEV11908A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Arndt; Fritz Berg
Original assignee: CENTEX LEIPZIG VEB; DREHAUTOMATEN und HYDRAULIKBAU
Current assignee: CENTEX LEIPZIG VEB; DREHAUTOMATEN und HYDRAULIKBAU
Priority date: 1957-02-11
Filing date: 1957-02-11
Publication date: 1958-08-14

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrohydraulisch« Fernverstelleinrichtung für stufenlos regelbare hydraulische Pumpen und Getriebe. Bei diesen Einrichtungen wird zur Veränderung der Pumpenfördermenge bzw. der Abtrieb&drehzahl ein Verschiebekörper bzw. ein Schwenkkörper verstellt, der unmittelbar den Hub des Pumpenkolbens beeinflußt. Bei radialer Kolbenanordnung wird meist über den Verschiebekörper eine exzentrische, zur Drehachse stehende Kolbenlaufbahn verschoben, so daß eine große exzentrische Lage der Laufbahn einem großen Kolbenhub und damit großer Pumpenfördermenge bzw. hoher Abtriebsdrehzahl entspricht. Bei Systemen mit achsparalleler Kolbenanordnung erfolgt die Veränderung des Kolbenhubes durch Verschwenken einer Schiefscheibe, so daß hier bei 90° Stellung der Schiefscheibe zur Drehachse Nullhub und bei etwa 70° Schwenkwinkel der maximale Kolbenhub erreicht wird. Gegenstand der Erfindung ist nun, daß die Fördermenge bzw. die Abtriebsdrehzahl sowie die Förderrichtung beeinflussende Glied durch eine aus der Ferne bedienbare Einrichtung auf bestimmte Werte zu steuern,, ohne daß zwischen gegebenem und ausgeführtem Kommando eine nennenswerte Nachlaufzeit entsteht.

Es sind bereits Einrichtungen bekannt, bei denen die Veränderung des Kolbenhubes durch einen Stellmotor erfolgt, dessen Einschaltung von einem entfernt liegenden Bedienungsstand, von einem Potentiometer aus, erfolgt. Dabei vergeht zwischen dem gegebenen Kommando und dem ausgeführten Kommando eine als Nachlaufzeit bezeichnete Zeit. Der weitere Nachteil dieser Einrichtung ist, daß der Verstellvorgang durch einen Schaltimpuls plötzlich eingeschaltet und ebenso plötzlich wieder abgeschaltet wird und auf dem gesamten Verstell weg mit nahezu gleicher Geschwindigkeit erfolgt. Durch das plötzliche Abschalten bei der maximalen Verstellgeschwindigkeit darf diese nur verhältnismäßig gering beschränkt sein, da bei zu großer Verstellgeschwindigkeit ein Überlauf der Verstelleinrichtung über das gegebene Kommando eintritt und der ganze Regelkreis zum Pendeln neigt. Es ist weiterhin bekannt, die Steuerung hydraulisch durchzuführen. Hydraulische Fernverstelleinrichtungen haben aber den Nachteil einer ungünstigen Leitungsverlegung und beschränken sich dadurch meist nur auf kurze Entfernung zwischen Kommandostand und Empfängerstelle. Gleichzeitig darf dieser Abstand möglichst keiner Veränderung unterliegen, abgesehen davon ist die Einbeziehung des gegebenen Kommandos in einen automatisierten Prozeß oder in eine Programmschaltung nur sehr schwer möglich.

Erfindungsgemäß wird dieser Nachteil dadurch

Elektrohydraulisch^

Fernsteuereinrichtung

für hydraulische Getriebe und Pumpen

Anmelder:

VEB Centex Leipzig,

Drehautomaten- und Hydraulikbau,

Leipzig N 26, Pittlerstr. 26

Fritz Berg und Friedrich Arndt, Leipzig,
sind als Erfinder genannt worden

vermieden, daß zur elektrischen Fernübertragung ein Drehmelder als Geber und ein mit ihm gleichlaufender Drehmelder als Empfänger benutzt wird. Der Empfängerdrehmelder ist direkt mit einem Drehschieber gekuppelt und dieser zur Nachlaufsteuerung eines Drehflügels ausgebildet. Wird nun der Geber um einen bestimmten Winkelbetrag verstellt, so wird der gleiche Winkelbetrag unmittelbar vom Empfängerdrehmelder zurückgelegt und infolge der hydraulischen Nachfolgewirkung auch den Drehflügel um denselben Winkel verstellt. Gleichzeitig ergibt sich zwischen Drehschieber und Drehflügel eine Kraftverstärkung, so daß mit dem als Spindel herausragende Ende des Drehflügels über eine Spindelmutter beachtliehe Verschiebskräfte für die Beeinflussung des hydraulischen Getriebes erzielt werden können. Das Drucköl für die Kraftverstärkung wird dabei von einer im hydraulischen Getriebe eingebauten Steuerpumpe geliefert. Es ist somit möglich, durch Verstellen des Geberdrehmelders, der an seiner Welle zweckmäßig mit einem Handrad versehen wird, eine Veränderung der Abtriebsdrehzahl bzw. der Pumpenfördermenge ohne wesentliche Verzögerung zu erreichen. Im geschlossenen Kreislauf geschalteten hydraulische Getriebe laßt sich durch Verändern des Verschiebekörpers über seine Nullage hinaus (das gilt auch für einen Schwenkwinkel) die Förderrichtung und damit die Abtriebsdrehrichtung wechseln. Man kann somit an der Abtriebswelle eines Flüssigkeitsgetriebes neben der reinen Drehzahlveränderung auf der beschriebenen Steuerung auch oszilierende Bewegungen erzeugen.

Die Erfindung sieht weiter vor, an Stelle eines von einer Kommandostelle aus zu bedienenden Geber-

809 5977346

drehmelders noch weitere auf bestimmte feste Werte eingestellte Drehmelder mit dem Empfängerdrehmelder in Verbindung zu bringen. Hierdurch ist es l>ei!-pielsweise möglich, durch einen auf Nullhub eingestellten Drehmelder über einen Notdruckknopf oder ähnliche Einrichtungen ein · hydraulisches Getriebe plötzlich stillzusetzen bzw. die Fördermenge sehr schnell auf Nullförderung zu bringen. Es können auch mehrere Geberdrehmelder nacheinander, beispielsweise in einer Programmschaltung, mit dem Empfängermelder in Verbindung gebracht werden, so daß an der Abtriebswelle des hydraulischen Getriebes ein bestimmtes Drehzahlprogramm zur Verfugung steht.

Durch den harmonischen Verlauf des Verstellvorganges, der sowohl zwischen den beiden Drehmeldern und auch mit der hydraulischen Nachfolgesteuerung verbunden ist, sind hohe Folgegeschwindigkeiten und damit kürzeste Verstellzeiten möglich, ohne daß ein Pendeln eintritt. In der hydraulischen Nachfolge- und Kraftverstärkereinrichtung wird der harmonische Verlauf des Verstellvorganges dadurch erzielt, daß die Freigal« des Steuerölquerschnittes und damit die Einleitung des Verstellvorganges allmählich und auch das Verschließen des Steuerquerschnittes und Verzögern der Bewegungen allmählich und damit harmonisch erfolgt.

Weiterer Gegenstand der Erfindung ist, daß an Stelle von fest eingestellten weiteren Geberdrehmeldern auch andere elektrische Glieder treten können, die den Empfängerdrehmelder auf bestimmte Winkelwerte bringen. Als solche kann man beispielsweise Transformatoren, Transduktoren sowie Röhrenverstärker u. dgl. verwenden.

Die vorliegend beschriebene Erfindung soll nun in einem Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnungen erläutert werden, hierzu zeigt

Abb. 1 ein Schema des hydraulischen Getriebes mit der einfachen Verstelleinrichtung durch Geber- und Empfängerdrehmelder,

Abb. 2 einen Schnitt durch den hydraulischen Verstärker entlang der Linie A-B,

Abb. 3 eine andere Form der Fernsteuereinrichtung für axiale Pumpen;

Abb. 4 zeigt das elektrische Schaltschema zwischen Geber- und Empfängerdrehmelder sowie einem zweiten Geberdrehmelder, der auf einen Nullwert eingeschaltet ist.

An Hand von Abb. 1 soll zunächst die Wirkungsweise der Einrichtung beschrieben werden. Wird an dem mit einem Handrad 1 versehenen Geberdrehmelder 2 ein Verstellkommando gegeben, so stellt sich infolge des Gleichlaufs zwischen zwei Drehmeldern der Empfängermelder 3 um denselben Winkelbetrag wie 2 mit. Dieser Drehmelder ist mit dem Drehschieber 3 drehstarr gekuppelt, so daß auch dieser die Winkelbewegungen mit ausführt. Dieser Drehschieber 4 steuert nun den Drehflügel 5 mit Hilfe eines von der Pumpe 6 über Leitung 7 geführten Druckölstromes so, daß immer die in Abb. 2 zwischen Teil 4-5 dargestellte Lage nach Beendigung des Verstellvorganges eingenommen wird. Das wird dadurch erreicht, daß der Steuerkanal 8 für den Zufluß des Druckmittels im Drehschieber sowie der Abflußkanal 9 so mit dem Steuerkanal 10 angeordnet sind, daß in der gezeichneten Lage weder Zu- noch Abfluß zum Zylinderraum 11 möglich ist. Bei einem über den Drehmelder 3 eingeleiteten Verdrehen des Drehschiebers 4 kommt einer der Druckkanäle 8 mit dem einen Kanal 10 in Übereinstimmung, so daß Drucköl in der linken oder rechten Hälfte des Zylinderraumes 11 eintreten und gleichzeitig, daß in der entgegengesetzten Hälfte Ablauföl über Kanal 9 verdrängt werden kann. Das Ventil 12 setzt dem abströmenden öl dabei einen Widerstand entgegen und verhindert gleichzeitig ein Leerlaufen des Zylinders 11. Der Drehflügel 5, der an seiner Stirnseite mit einer Spindel 13 versehen ist, erzeugt an dem Verschiebekörper 14 durch die mit ihm fest verbundene Spindelniutter 15 bei Drehung des Flügelkolljens eine hin- und hergehende Bewegung. Diese Bewegung des Verschiebekörpers ermöglicht die Beeinflussung des Kolbenhubes, der hydraulisch stufenlos regelbaren Pumpe 15 und damit ihrer Fördermenge sowie auch ihrer Förderrichtung. Der Richtungswechsel ergibt sich, wenn der Verschiebekörper 14 aus der exzentrischen Lage el über die Mitte in der exzentrischen Lage e2 gebracht wird. In Abb. 1 wird der ölstrom der Pumpe 16 einem Hydrometer 17 zugeführt und das von diesem abgegebene öl unmittelbar der Pumpe

ao 16 wieder zugeleitet. An Stelle des Hydrometers 17, der eine drehende Bewegung abgibt, kann ebensogut ein hydraulischer Zylinder treten, der für die Abgabe einer hin- und¹ hergehenden Bewegung geeignet ist. Neben der Versorgung der Kraftverstärkersteuerung mit Drucköl erfüllt die Pumpe 6 gleichzeitig die Funktion der Leckölergänzung, die bei solchen, in geschlossenem Kreislauf arbeitenden Getrieben notwendig ist.

Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht nur auf hydraulische Systeme, die im geschlossenen Kreislauf arbeiten, sondern kann ebensogut auch für offene Systeme verwandt werden. In Abb. 3 ist die Fernsteuereinrichtung in einer anderen Form für die Anwendung an Axialkolbenpumpen dargestellt. Der Empfängerdrehmelder 3 bewegt hier über eine Welle 18 über ein Zahnrad 19 den mit einer Zahnstange versehenen Steuerschieber 20. Dieser Steuerschieber steuert die Lage des Folgezylinders 21, der über eine Zahnstange mit dem Schwenkkörper im Eingriff ist.

Somit entspricht jede Stellung des Steuerschiebers 20 nach einem Verstellkommando auch einer Stellung des Folgekolbens 21 und einer bestimmten Winkelstellung des Schwenkkörpers 22 und somit auch einem bestimmten Hub des Pumpenkolbens 23. Zur Ab-Stützung der Stellkolbenkraft des Kolbens 21 ist der Kolben 24 feststehend in dem Verstellkopfgehäuse 25 angeordnet. Die Druckölversorgung für die hydraulische Folgeverstärkereinrichtung wird von der Pumpe 26, deren Druck an dem Überströmventil 27 festgelegt ist, übernommen. Da sich der Kolben 21 hin- und herbewegt, ist eine bewegliche ölzuführung über das Schieberohr 28 erforderlich. Die elektrische Schaltung zwischen Drehmeldergeber und Drehmelderempfänger ist in Abb. 4 dargestellt. Hiernach wird vom Netz über einen Transformator 32, dem Läufer des Drehmeldergebers 2, des Drehmelderempfängers 3 sowie des festgestellten Nullmelders 33 die Speisespannung zugeführt. Die Ständer der Drehmelder 2 und 3 sind miteinander phasengleich verbunden. Wird nun Drehmelder 2 verstellt, so folgt unmittelbar Drehmelder 3 auf dem gleichen Winkelwert mit. Im Beispiel Abb. 4 ist nun eine selbsttätige Nulleinrichtung dargestellt, die das hydraulische Getriebe dann auf Null bzw. auf Halt stellt, wenn beispielsweise einer der Endschalter 34 oder 35 über einen Schaltnocken betätigt wird. Selbstverständlich kann an Stelle eines solchen Endschalters auch ein Notdruckknopf oder ein ähnliches Schaltmittel treten. Bei Betätigung beispielsweise des Endschalters 34 ist es zunächst notwendig, daß die mit der Geberwelle 2

Claims

von dem Handrad 1 betätigte Kontaktbrücke 36 die Kontaktbahn 37 mit der Kontaktbahn 38 verbindet. Das entspricht beispielsweise einem Rechtslauf des Getriebes. Dadurch erhält die Leitung 39, in der der Endschalter 34 eingebaut ist, Spannung und bei gedrücktem Endschalter 34 somit auch die Schützspule des Schützes 40. Dieser Schütz schaltet den Geberdrehmelder 2 vom Empfängerdrehmelder 3 ab und bringt gleichzeitig den auf Null gestellten Drehmelder 33 mit Drehmelder 3 in Verbindung. Hierdurch stellt sich der Empfängerdrehmelder 3 ebenfalls auf die Nullstellung des Getriebes, so daß der Verschiebekörper 14 die Pumpe 16 in Mittelstellung zieht und ein sofortiges Stillsetzen bzw. Bremsen erfolgt. Aus dieser gebremsten Stellung heraus kann jedoch nur nach der entgegengesetzten Seite wieder angefahren werden. Hierzu wird Handrad 1 mit dem Kontaktfinger 36 nach links bewegt, wodurch die Kontaktbahnen 38 und 41 miteinander verbunden werden. Gleichzeitig fällt hierbei der Schütz 40 ab, und zwar dann, wenn der Kontaktfinger über die Nullstellung der Kontaktbahn geführt wird. Nunmehr würde beim Erreichen dieser Endlage der Endschalter 35 gedrückt und Schütz 40 bei Erreichen der Endstellung den Nullmelder 33 erneut einschalten und das Getriebe stillsetzen. Auf diese Weise wird eine sichere Endbegrenzung sowie gleichzeitige Bremsung erzielt. Der erwähnte Notdruckknopf ist nicht dargestellt, würde aber sinngemäß wie ein Endschalter wirken. Pate ν τ λ nspr ft che:

1. Elektro-hydraulisehe Fernsteuereinrichtung zur Regelung der Fördermenge bzw. Abtriebsdrehzahl stufenlos regelbarer hydraulischer Pumpen oder Flüssigkeitsgetriebe mit radialer oder achsparalleler Kolbenanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß die Beeinflussung des den Kolbenhub steuernden Gliedes (Verschiebekörper, Schwenkkörper od. dgl.) von einem Drehmelder (2) aus erfolgt und über einen gleichlaufend geschalteten Empfängerdrehmelder (3) sowie einen hydraulischen Kraftverstärker (4; 5) wirkt.

2. Elektro-hydraulisehe Fernsteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Empfängerdrehmelder (3) direkt beeinflußte hydraulische Verstärkersystem (4; 5) als Drehschieber mit Drehflügel-Folgekolben (5) ausgebildet ist, dessen Ende eine Verstellspindel (13) trägt, die den Verschiebekörper (14) über eine Spindelmutter (15) verstellt.

3. Elektro-hydraulisehe Fernsteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfängerdrehmelder (3) über ein Zahnrad (19) auf einen mit Zahnstange (20) versehenen Steuerschieber wirkt oder die Welle (18) des Empfängerdrehmelders (3) als Gewindespindel ausgebildet ist, die direkt auf den Steuerschieber (20) wirkt, der einen ebenfalls mit Zahnstange versehenen Folgezylinder (21) steuert, der in den Schwenkkörper (22) zur Beeinflussung des Kolbenhubes (23) einwirkt.

4. Elektro-hydraulisehe Fernsteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Geberdrehmelder (2) z. B. auf die Nullfördermenge oder eine andere Förderungsgröße bzw. Abtriebszahl einer hydraulischen Pumpe bzw. eines hydraulischen Getriebes eingestellt sind, die über Endschalter (34) oder sonstige Schaltmittel mit dem Empfängerdrehmelder (3) in Verbindung gebracht werden und gleichzeitig das Geberdrehmelderkommando wirkungslos wird.

5. Elektro-hydraulisehe Fernsteuereinrichtung nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle von festen Geberdrehmeldern (2) auch elektrische Geräte, wie Z.B.Transformatoren, Transduktoren oder Röhrenverstärker, treten, die den Empfängerdrehmelder (3) auf bestimmte Werte einstellen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen