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Hydraulisch mittels Stellmotor betätigtes Absperrorgan, insbesondere
Tankschiffschieber Die Erfindung betrifft ein hydraulisch mittels Stellmotor betätigtes
Absperrorgan, insbesondere Tankschiffschieber, wobei der Stellmotor an je eine Druckleitung
und Rücklaufleitung angeschlossen ist und zwischen diesen Leitungen und dem Stellmotor
ein Steuerventil eingebaut ist.
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Bekannt sind Anlagen mit hydraulisch betätigten Tankschiffschiebern,
die mit einem Bedienungshebel versehen sind und bei in Endstellung befindlichem
Verschlußstück von Hand wieder in Nullstellung gebracht werden müssen. Bei derartigen
Anlagen ist somit eine größere Anzahl von Bedienungspersonal erforderlich. Außerdem
steigt bei eintretendem Stillstand und gleichzeitiger Endstellung des Verschlußstückes
der Absperrarmatur die Leckölmenge des Stellmotors infolge des Druckanstieges in
der Druckleitung stark an. Des weiteren ist bekannt, daß das Verschlußstück mit
Federn versehen ist, wodurch der Bedienungshebel beim Loslassen sofort in die Nullstellung
gebracht wird und somit das Verschlußstück in der Stellung stehenbleibt, in welcher
es sich gerade befindet. Um die Stellung des Verschlußstückes zu ändern, muß der
Bedienungshebel in der Auf- oder Zustellung gehalten werden. Zur Bedienung der Absperrarmatur
ist somit ein größerer Zeitaufwand erforderlich.
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Außerdem wurde bei elektromagnetisch betätigten Wegeventilen schon
vorgeschlagen, den Schieber in der Arbeitsstellung zu rasten, um die Ventile lageunabhängig
aufbauen zu können und nach Beendigung des Arbeitsganges selbsttätig wieder in die
Mittellage zurückzustellen. Dies geschieht mittels hydraulischer Endauslösung, bei
der eine Raste durch Steueröl gelöst und der Schieber dann durch Federkraft zurückgeschoben
wird. üblicherweise wird als Steueröl das bei Erreichen des Größtdruckes über das
Druckbegrenzungsventil am Pumpenaggregat abströmende Drucköl verwendet.
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Aufgabe der Erfindung ist es, diese bekannten hydraulisch mittels
Stellmotor betätigten Absperrarmaturen dahingehend zu verbessern, daß die für die
Betätigung des Verschlußstückes erforderliche Druckflüssigkeit bei Endstellung des
Verschlußstückes selbsttätig abgeschaltet und damit die .am Stellmotor auftretende
Leckölmenge auf ein Minimum beschränkt wird, und daß auch das Bedienungspersonal
nicht mehr während der ganzen Betätigungszeit der Absperrarmaturen am Betätigungshebel
bleiben muß. Es sollen also Verluste an Lecköl und Bedienungszeit vermieden werden.
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Es sind bereits Steuerventile für einfach wirkende Servomotoren in
Heberanlagen bekannt, bei denen der Steuerkolben bei Erreichen der Hubbegrenzung
des Stellmotors durch die einem Druckanstieg unterworfene Druckflüssigkeit aus der
Stellung »Heben« in die Stellung »Halt« geschoben wird. Die Druckflüssigkeit wirkt
hierbei über eine stirnseitig des Kolbens im Steuerzylinder befindliche Kammer oder
über eine im Steuerkolben angeordnete Bohrung mit einem in dieser beweglich angeordneten
Zusatzkolben, der sich stirnseitig des Steuerkolbens an der Zylinderwand abstützt,
so auf den Steuerkolben ein, daß dieser entgegen einem durch eine Rastvorrichtung
gegebenen Widerstand in die Stellung »Halt« verschoben wird. In der Stellung »Senken«
fließt die vom Kolben des Servomotors und der darauf wirkenden Last beaufschlagte
Druckflüssigkeit über das Steuerventil ab, während die Druckmittelpumpe weiter über
das Steuerventil in eine oder mehrere zusätzlich vorzusehende Rücklaufleitungen
fördert. Eine selbsttätige Rückstellung aus der Stellung »Senken« in die Stellung
»Halt« ist bei derartigen Steuerventilen nicht verwirklicht.
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Es wurde für hydraulisch mittels Stellmotor betätigte Absperrarmaturen
bereits vorgeschlagen, den Druckmittelzufluß zum Stellmotor in beiden Endstellungen
des Verschlußstückes durch in die Druckmittelzuleitungen eingeschaltete Endlagenschalter
zu unterbrechen. Die am Armaturengehäuse angeordneten Endlagenschalter werden hierbei
durch einen mit dem Verschlußstück bewegten Bügel über einen Kontakt mechanisch
betätigt. Da solche nur mittelbar wirkende Schalter von einem am bewegten Teil der
Armatur anzubringenden Betätigungsorgan abhängig
sind, ist eine
eindeutige Festlegung der Endlage nicht immer gewährleistet. Eg bedarf daher einer
sorgfältigen und genauen Einstellung der Schalter und des Betätigungsorgans. Bei
Verschleiß der Kontakte oder bei Verbiegen der Halterungen für die Schalter oder
des Betätigungsbügels ist die einwandfreie Funktion der Anlage in Frage gestellt.
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Die Nachteile der bekannten nur mittelbar wirkenden Steuervorrichtungen
werden erfindungsgemäß dadurch überwunden, daß in der Druckleitung vor dem Steuerventil
eine einstellbare Drossel vorgesehen ist und zwischen einstellbarer Drossel und
Stellmotor eine Leitung zu einer an sich bekannten hydraulisch betätigten Endauslöseeinrichtung
für das Steuerventil a -
führt ist, wobei der in den Endstellungen
des Ab
sperrorgans durch Stillstand des Stellmotors sich in der Druckleitung
zwischen Drossel und Stellmotor aufbauende Druck als Impuls zur Betätigung der Endauslöseeinrichtung
dient, ausgenutzt wird. In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist der Endauslöseeinrichtung
ein Überdruckventil vorgeschaltet, wobei in der Verbindung der Druckleitungen Rückschlagventile
vorgesehen sind, mit dem Vorteil, daß die Endauslösung erst nach dem Ansprechen
des überdruckventils erfolgt. Die Rückschlagventile gestatten es, bei Offen- oder
Schließstellung des Verschlußstückes von der entsprechenden, mit hohem Druck beaufschlagten
Druckleitung die für die Endauslösung erforderliche Druckflüssigkeit durchzulassen.
Die hydraulisch betätigte Endauslöseeinrichtung besteht in an sich bekannter Weise
vorteilhaft aus einem druckbeaufschlagten federbelasteten Kolben mit Auslösebolzen.
In vorteilhafter Weiterbildung ist die hydraulisch betätigte Endauslöseeinrichtung
mit einer Ausführungsleitung versehen, in welcher eine einstellbare Drossel vorgesehen
ist, mit dem Vorteil, die zur Endauslösung gebrauchte Druckflüssigkeit zu entspannen
und abzuleiten.
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Die Zeichnung veranschaulicht Ausführungsbeispiele der Erfindung,
in der F i g. 1 folgendes zeigt: Das Steuerventil 1 ist in der Druckleitung 2 und
Rücklaufleitung 3, welche in einem Stellmotor 4
enden, eingebaut. Der Stellmotor
4 mit der Antriebswelle 5 und Ritzel 6 ist mit dem Absperrorgan 7 mit Verschlußstück
8 und Spindel 9 über ein Zahnrad 10 verbunden. In dem Teil der Druckleitung 2, welcher
sich vor dem Steuerventil 1 befindet, ist eine einstellbare Drossel 11 angeordnet.
Am Steuerventil 1 ist ein schwenkbarer Hebel 12 vorgesehen, welcher am feststehenden
Hebel 13 geführt ist. In dem Steuerventil 1
befindet sich ein Steuerkolben
14, welcher einerseits stirnseitig eine Schieberraste 15 mit der Feder 16 und andererseits
stirnseitig ein Steuergestänge 17 mit Feder 18 trägt. Das Steuergestänge 17 ist
fest mit dem schwenkbaren Hebel 12 verbunden. Von der Druckleitung 2 und der Rücldaufleitung
3 führt eine Leitung 19 ab, in welcher ein Überdruckventil 20 angeordnet ist, zu
einer Endauslöseeinrichtung 21. Die Endauslöseeinrichtung 21 besteht im wesentlichen
aus einem federbelasteten Kolben 22 mit Auslösebolzen 23. In dem Leitungsteil vor
der Endauslöseeinrichtung 21 der Leitung 19 ist eine Abführungsleitung 24 angeschlossen.
Die Abführungsleitung 24 enthält eine einstellbare Drossel 25 und steht mit
dem vor dem Steuerventil 1 liegenden Teil der Rücklaufleitung 3 in Verbindung.
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Mit dem schwenkbaren Hebel 12, welcher am Steuerventil 2 angeordnet
ist, sind drei Schaltstellungen (1, 0,11) möglich. Dieser Hebel steht normalerweise
in Mittelstellung, in welcher der Pumpenzulauf abgesperrt ist. Wird der Hebel 12
von Hand in die Schaltstellung I gebracht, dann rastet zunächst der Auslösebolzen
23 des federbelasteten Kolbens 22 in die Schieberraste 15 des Steuerkolbens 14 ein
und hält ihn in der betreffenden Schaltstellung federnd fest. Das Drucköl fließt
durch die Druckleitung 2 über den Stellmotor 4 und bewegt das Verschlußstück 8 in
Schließrichtung. Solange der Stellmotor 4 läuft, fällt der Druck in der Druckleitung
2 zum Stellmotor 4 unter Einfluß der in der Druckleitung 2 eingebauten einstellbaren
Drossel 11, von einem anfänglich hohen auf einen geringeren Wert ab, der nur so
groß ist, daß er ein Drehmoment erzeugt, welches eben ausreicht, um die Widerstände
des Getriebes und im Absperrorgan im Leerhub zu überwinden. Erst wenn der Stellmotor
4 durch das in Schließstellung gelaufene Verschlußstück 8 mechanisch abgebremst
wird, steigt der Steuerdruck stark an. Bei diesem Druckanstieg gibt das überdruckventil
20 den Öldurchfluß zum Kolben 22 frei, und der Druckstoß hebt den Auslösebolzen
23 im Kolben 22 an. Die Federn 16,18 schieben den Steuerkolben 14 in Mittelstellung,
wodurch die Druckölzufuhr zum Stellmotor 4 abgesperrt wird. Als Folge davon hört
auch die ölzufuhr zum federbelasteten Kolben 22 auf, und das noch vorhandene Drucköl
fließt über die Drossel 25 in die Rücklaufleitung 3 ab. Mit 26 und 26' sind Rückschlagventile
bezeichnet, welche in einer Verbindungsleitung zwischen Druckleitung 2, Rückflußleitung
3 und Leitung 19 angeordnet sind.
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Wird der Hebel 12 von Hand in die Schaltstellung II gebracht, dann
rastet zunächst der Auslösebolzen 23 des federbelasteten Kolbens 22 wieder in die
Schieberraste 15 des Steuerkolbens 14 ein und hält ihn federnd fest. Das Drucköl
fließt nun durch die Rücklaufleitung 3 mit einem verminderten Öldruck über den Stellmotor
4 und bewegt das Verschlußstück 8 in Öffnungsrichtung, und zwar so lange, bis die
Druckflüssigkeitszufuhr zum Stellmotor 4 kurz vor der äußersten Endstellung wieder
automatisch abgesperrt wird. In diesem Moment erfolgt wieder ein Druckanstieg in
der zum Stellmotor 4 führenden Rücklaufleitung 3. Hierdurch gibt das überdruckventil
20 wieder den Durchfluß zum Kolben 22 frei, wodurch dieser aus dem Steuerkolben
14 ausrastet und die Federn 16,18 den Steuerkolben 14 wieder in Mittelstellung bringen.
Es besteht außerdem die Möglichkeit, jederzeit den Steuerkolben 14 von Hand zurück-
oder umzuschalten, bevor der Hub des Antriebes beendet ist. Hierfür ist kein zusätzlicher
Hebel erforderlich, weil der federbelastete Kolben 22 den Steuerkalben 14 federnd
festhält und man die Federkraft ohne weiteres mit dem Hebel 12 überwinden kann.
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F i g. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel nach F i g.1, in welchem der
zur Auslösung erforderliche Druck von der Druckleitung vor dem Steuerventil entnommen
wird. Ein einerseits befestigter, schwenkbarer-Hebel 27 ist mit einer Einstellschraube
28 versehen. Am Hebel 27 ist ein Gestänge 29 mit Feder 30, Kolben 31 und Rastbolzen
32 angeordnet, welcher in den Endstellungen in die Schieberraste 15 einrastet.
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Die Druckflüssigkeit wird hierbei von der Druckleitung 2 vor dem Steuerventil
1 entnommen und über die Leitung 19' zum federbelasteten Kolben 22' mit Auslösebolzen
23' geführt. Dadurch bewegt sich der
Kolben 22' nach unten und schwenkt
beim Auftreffen des Auslösebolzens 23' auf die Einstellschraube 28 den Hebel 27
in entsprechender Richtung, wobei der Rastbolzen 32 aus der Schieberraste 15 ausrastet.