DE1945891A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Geraeuschunterdrueckung in einem oelhydraulischen Aufzug - Google Patents

Description

Patentanwalt· Dlp1.-Ing.& Beetz u. Dipl.-Ing. Lamprecht 8i-i4.9iiP(i4.9i2H) 10.9.1969

Mönchen 22. StelntdofWr.il

HITACHI, LTD., Tokio (Japan)

Verfahren und Vorrichtung zur Geräuschunterdrückung in einem ölhydraulischen Aufzug

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Geräuschunterdrückung in einem ölhydraulischen Aufzug, insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Unterdrückung von im Fahrkorb eines ölhydraulischen Aufzugs wahrgenommenen Geräuschen, die durch Kavitation entstehen, die beim Abfließen von Öl durch einen Durchflußregel-Drehschieber erzeugt wird, der sich in einer Abflußleitung eines ölhydraulischen Kreises des Aufzugs befindet.

Man ist bisher der Ansicht gewesen, daß die Geräusche in ölhydraulischen Aufzügen in der Hauptsache auf die Geräusche der Ölpumpen selbst zurückzuführen sind. Der Erfindung liegt jedoch die Erkenntnis zugrunde, daß der-

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artige Geräusche nicht unter einen bestimmten Wert reduziert werden können, selbst wenn das Geräusch der Ölpunipen fast auf Null gebracht wird» Durch experimentelle Untersuchungen ist festgestellt worden, daß die Geräusche in der Hauptsache durch einen bestimmten Aufbau eines öldurchflußregel-Drehschiebers bedingt sind, der sich in einer Abflußleitung eines ölhydraulischen Kreises eines derartigen Aufzugs befindet. Der in einem derartigen Hydraulikkreis verwendete Drehschieber hat zwei gegenüber angjäordnete Öffnungen, aus denen Öl gespritzt -wird und aufeinandertrifft, wodurch eine Kavitation erzeugt wird, die Rohrleitungen, Zylinder und/oder Stempel zu Schwingungen anregt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Entstehung der Kavitation am Auslaßbereich eines Durchflußregel-Drehschiebers zu verhindern, so daß die im Fahrkorb eines ölhydraulischen Aufzugs wahrgenommenen Geräusche vermindert werden.

Gemäß der Erfindung wird der Öldruck in einem Bereich

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von 0,5 - 5f0 kg/cm , vorzugsweise 1-3 kg/cm _y am Auslaßbereich des Öldurchflußregel-Drehschiebers gehalten.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung zur Einstellung des Öldrucks ist gekennzeichnet durch eine geschoßförmige Führung, eine Prallplatte am Auslaßbereich des Drehschiebers, durch einen verengten Abschnitt oder eine Drosseleinrichtung im bzwo am Abflußkanal, der an den Auslaßbereich angeschlossen ist.

Die Erfindung soll anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:

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Fig. 1 das Schaltbild eines Ölhydraulikkreises eines Aufzugs, für den die Erfindung vorgesehen ist;

Fig. 2 einen Achsschnitt durch den wesentlichen Teil eines bekannten Öldurchflußregel-Drehschiebers, wie er im Hydraulikkreis von Figo 1 verwendet wird;

Fig. 3 und h in etwas kleinerem Maßstab einen Querschnitt entlang Linie A-A in Fig. 2, wobei Fig. 3 den Drehschieber in voller Offenstellung und Fig. 4 in voller Schließstellung zeigt;

Fig. 5 a - d verschiedene Ausführungsbeispiele der Vorrichtung zur Verhinderung von Kavitation im Ölauslaßbereich des Drehschiebers; und

Fig. 6 einen grafischen Vergleich der Geräusche in

einem Fahrkorb ohne und bei Anwendung der Erfindung*.

Es wird zunächst Fig. 1 erläutert werden. Ein Aufzugfahrkorb 1 ist am Oberende eines Stempels 2 befestigt, der in einem ö!hydraulischen Zylinder 3 verschiebbar ist, und wird durch entsprechende Bewegungen des Stempels auf- und abbewegt. Öl zur Betätigung des Stempels wird durch eine Pumpe 5» die von einem Motor h angetrieben ist, von einem Ölvorratsbehälter 6 über ein Filter 7» eine Ansaugleitung und eine Speiseleitung 9 zugeführt. Von der Speiseleitung 9 zweigt eine Belüftungsleitung 10 ab, die zum Vorratsbehälter 6 über einen Öldurchflußregel-Drehschieber 11 und eine Abflußleitung 12 rückgeführt ist. Der Drehschie-

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ber 11 kann durch einen Motor 13 angetrieben werden. Wenn er vollständig geöffnet 1st, wird das gesamte von der Pumpe 5 geförderte Öl zum Vorratsbehälter 6 zurückgeleitet.

Wenn eine (nicht abgebildete) Drucktaste im Fahrkorb für eine vorgegebene Stellung gedrückt wird, wird eine (nicht abgebildete) Steuerung betätigt., und der Motor 13 erregt, um don Drehachieber 11 so zu drehen, daß sein Durchlaß geschlossen wird, wodurch der Öldruck in der Leitung 10 ansteigt. Dieser erhöhte Druck übertrifft den Druck in einer Rohrleitung 14 und öffnet ein Rückschlagventil 1p, so daß Öl in die Rohrleitung lU und weiter in den' Zylinder 3 einströmt. Wenn der Durchlaß des Drehschiebers 11 noch mehr verringert wird, nimmt der Ölstrom in die Rohrleitung i4 zu, so daß der Fahrkorb 1 beschleunigt wird. Wenn der Drehschieber 11 vollständig geschlossen ist, hat der Fahrkorb seine höchste Geschwindigkeit '

erreicht, und zu diesem Zeitpunkt wird der Motor 13 ausgeschaltet. Wenn der Fahrkorb 1 die vorgegebene Stellung i erreicht hat, wird ein (nicht abgebildeter) Endschalter in einem Schacht für deu Fahrkorb 1 betätigt, so daß die Steuerung betätigt und der Motor 13 umgesteuert eingeschaltet wird, um den Drehschieber 11 zur Öffnung des Durch- ' lasaes zu steuern. Wenn der Durchlaß des Drehschiebers vergrößert wird, nimmt der Öl strom in den Zylinder 3 ab, j so daß der Fahrkorb abgebremst wird. Der Drehschieber 11 ist dann vollständig geöffnet, wenn der Fahrkorb 1 gerade in der vorgegebenen Stellung angehalten wird, wobei das Öl _{ in der Rohrleitung 14 und im Zylinder 3 durch das geeohlossens Rückschlagventil 15 festgehalten wird, während daa ' durch die Purapo 5 gopumpto Öl vollständig Über die Rohrleitung 10 abgeleitet wird·

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Wenn 'der Fahrkorb 1 aus dieser Stellung nach unten in eine zweite vorgegebene Stellung bewegt werden soll, wird eine (nicht abgebildete) Drucktaste im Fahrkorb flir die zweite vorgegebene Stellung gedrückt, wodurch ein Magnetventil 17 in einer Zweigleitung 16 geöffnet wird, um die Unterseite eines Rückschlagventils 19 zu beaufschlagen, das das Öl in der Rohrleitung 14 auf dem Öldruck hält, der in der Rohrleitung 1U vorhanden ist, so daß das Rückschlagventil 19 geöffnet wird. Gleichzeitig wird ein Motor 21 eines zweiten üldurchfIußregel-Dreh3chiebers 22 in einer Abflußleitung 20 des Rückschlagventils 19 erregt, um den Drehschieber 22 zur Öffnung seines Durchlasses zu betätigen. Daher fließt das Öl im Zylinder 3 über die Rohrleitung 14, das Rückschlagventil 19, die Rohrleitung 20, den Drehschieber 22 und eine Abflußrohrleitung 2;3 in den Ölvorratsbehalter 6, wodurch der Fahrkorb 1 sich nach unten bewegt. Wenn der Drehschiebor 22 vollständig geöffnet ist, ist die Fallgeschwindigkeit des Fahrkorbs 1 am größten, gleichzeitig wird der Motor 21 ausgeschaltet. Wenn der Fahrkorb die zweite vorgegebene Stellung erreicht hat, wird ein (nicht abgebildeter) Endschalter im Fahrschacht des Fahrkorbs betätigt, so daß der Motor 21 des Drehschiebers 22 umgesteuert erregt wird, um den Drehschieber 22 zur Schließung seines Durchlasses zu betätigen. Auf diese Weise wird die Abwärtsbewegung des Fahr-

korbs verzögert, bis der Fahrkorb endgültig in der gewünschten Stellung angehalten wird, wenn der Drehschieber 22 vollständig geschlossen ist. Zu diesem Zeitpunkt wird dao Magnetventil 17 In seine Anfangesteilung zurückgestellt, und das Öl, das einen Gegendruck auf das Rückschlagventil 19.ausübt, wird über eine Leitung 2k zum Vorratsbehälter 6 abgeleitet·

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In Fig, 1.-Lf- life der Ölduirc-Lflu^rCS ti ^-Drehschieber .11 genauer abfttbi.liLet. Dar DrehscKl they -11 hat ein drehbares^ Schiebeglied 31 in Fora e±na£ Zylinders, der an ainem Ende-geschlossen ist und zwei gegenüberliegende C.-nungan 30 aufwiiist, sowie eine Buchse 33, die fest in ein Schiebergehäuse 32 montiert ist und das Schieberglied 31 drehbar trägt. Die Buchse 33 hat zwei gegenüberliegende Öffnungen 32, die mit den Öffnungen 30 des Schieberglieds 31 fluchten, wenn das Schieberglied die richtige Drehstellung eingenommen hat. Das Sohieberglied 31 trägt ein Kettenrad 35» das durch den Motor 13 über eine endlose Kette 36 angetrieben wird. Das Schieberglied 31 ist in einem Lager 3k gelagert. Wenn der Aufzugfahrkorb 1 auffahren soll, wird da3 Schiaberglied 31 aus der Stellung von Fig. 3, in der die Öffnungen 30 und 32 übereinander liegen, in die Stellung von Fig. k gedreht, wo die Öffnungan. 30 gegon die Öffnungen 32 verschoben sind. Wenn dar Fahrkorb eine Stellung erreicht hat, in der er angehalten werden soll, wird das Schieberglied 31 aus der in Fig. k abgebildeten Stellung in die Stellung von Fig. 3 durch Drehen in unigekahrter Richtung zurückgestellt. Durch Drehen de3 Schioberglieds in umgekehrter Richtung, uni 33 in die Ausgangaαteilung .zurückzuführen, -werden die Beschleunigung und die Abbremsung des Fahrkorbs beim Anfahren und Anhalten auf den gleichen Wert gebracht·

Der Drehschieber 22 hat den gleichen Aufbau wie der Drehschieber 11'bia au/ den Unterschied, daß dar Drehschieber 22 normalerweise geschlossen ist und kurzzeitig geöffnet wird, wenn dor Fahrkorb naoh unten bewegt wird, vührand dar Drehschieber 11 normalerweise geöffnet ist und kurasoit:l3 geschlossen wird, wenn der Fahrkorb nach oben bowegt wird·

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Dei den üblichen Öldurchflußregel-Drehschiebern 11 und 22 wird, wenn das Öl aus der Rohrleitung 10 in die Rohrleitung 12 odey aus_der Rohrleitung- 2-0 in die, .Rohr-: ■„— loitung 2.2. strömt, das Öl aus den gegenüberliegenden Öffnungen 3O gespritzt, so dall zwei Ölstrahlen aufeinandertreffen. Dieses Aufeinandertreffen verursacht eine Wirbelströmuiij;, die die Xavitation erzeugt, die ihrerseits Druckschwankungen verursacht. DiLe Druckschwankungen regen die liohrlei-fcunfren und/oder die Zylinder zu Schwingungen, die auf den Fahrkorb als Geräusch übertragen werden.

Um dieses Geräusch zu unterdrücken, wird durch die Erfindung ein Drehschieber angegeben, in dem die Entstehung von Xavitation wirksam vermieden wird. Zu diesem Zweck i.ft gemäß dein in Fig. 5 a abgebildeten Ausführungsbeispiel ui no f;eschoßfürmige JFU2irunjj kO in dem Schieberglied 31 so angeordnet, daß der G<agend:ruck am Auslaßbereich der Öffnungen 30 auf 0,5 - 5,0 kg/cm² gehalten wird. Venn der Ge-Vjendruck niedriger als 0,5 kg/cm ist, kann er nicht wirksam genug die Kavitation unterdrücken, während bei einem Gegendruck von mehr als 5 lcg/cm die Abflußgeschwindigkeit des Öls beeinflußt und eimo instabile Bewegung des Fahrkorbs bewirkt wird. Der optimale Gegendruck liegt im Bereich von 1 - *3 kg/cm .

Bei dem in Fig. 5 b abgebildeten Ausführungsbeiapiel wird der Gegendruck durch Verwendung eines verengten Abschnitts ^H₁In der Abflußrohrleitung 12 (oder 23) erzeugt. Dieses AusfUhrungsbeiapiel zeigt im wesentlichen die gleiche Wirkung wie daa von T±,gm 5 a·

Uni die relativ große Empfindlichkeit des Auaführungsbeiapiela von 7Ig. 5 ο gegenüber Änderungen der ölviakosi-

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tat zu verringern, verwendet das in Fig. 5 c abgebildete dritte Ausführung-sbeispiel einen Hahn, ein Absperrventil oder eine andere allgemein übliche Drosseleinrichtung Die Drosseleinrichtung kann allein oder in einer geeigneten Kombination von mehreren verwendet werden. Wenn der Hahn, das Absperrventil oder eine andere Drosseleinrichtung einen relativ glatten Durchflußkanal haben, dessen Strömungswiderstand nicht zu hoch ist, wird praktisch keine Kavitation erzeugt. Andernfalls wird vorzugsweise der Gegendruck etwas erhöht.

Fig. 5 d zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem eine Prallplatte kj im Schieberglied 31 vorgesehen ist. In diesem Ausführungsbeispiel tritt zwar eine geringe Kavitation am Auslaßbereich der Öffnungen 30 auf, da sie aber sehr schwach ist, verursacht sie praktisch kein Geräusch, das zum Fahrkorb übertragen wird. Experimentelle Untersuchungen haben gezeigt, daß bei Verwendung dieses Ausführungsbeispiels das im Fahrkorb gemessene Geräusch um etwa 6 Phon verringert worden war.

Bei den Ausführungsbeispielen von Fig. 5 b und c wird die Kavitation hauptsächlich durch den Gegendruck unterdrückt, während bei den Ausführungsbeispielen von Fig. 5 a und d die Kavitation durch den Gegendruck und die Vermeidung von Wirbelströmung und damit negativen Drücken in der Wirbelmitte unterdrückt wird. Die Ausführungsbeispiele von Fig. 5 a und d sind daher für Fälle vorgesehen, in denen eine starke Kavitation erwartet wird.

Figo 6 zeigt einen Vergleich der Geräusche in einem Fahrkorb eines ölhydraulischen Aufzugs bei und ohne Anwendung der Erfindung, wobei die Abszisse die Geräuschfrequenz

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und die Ordinate die Geräuschintensität darstellt. Die in Vollinie gezeichnete Kurve zeigt das Geräuschspektrum, wie es in dem Fahrkorb eines bekannten ölhydraulischen Aufzugs gemessen wird, wenn er nach unten fährt, während die Kurve in Strichlinie das entsprechende Spektrum bei Anwendung der Erfindung in Form des Ausführungsbeispiels von Fig. 5 a darstellt, wenn der Gegendruck 2 kg/cm wird. Aus Fig. 6 ist ersichtlich, daß das Geräusch um etwa 8 Phon vermindert wird. Diese Geräuschverminderung gilt auch, wenn der Fahrkorb nach oben fährt, und kann ebenfalls durch die Ausführungsbeispiele von Fig. 5 b - d erreicht werden.

In der vorangegangenen Beschreibung ist zwar die Erfindung eines ölhydraulischen Aufzugs erläutert worden, der einen Ölablaßkreis gemäß Fig. 1 hat. Die Erfindung ist jedoch allgemein für Einrichtungen anwendbar, die einen Durchflußregel-Drehschieber haben.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   ι 1.j Verfahren zur Geräuschunterdrückung in einem ölhydräulisehen Aufzug mit einem ölhydraulisehen Kreis, der einen Öldurchflußregel-Drehschieber hat, bestehend aus einem drehbaren Schieberglied in Form eines Zylinders, der an einem Ende geschlossen ist und zwei gegenüberliegende Öffnungen aufweist, und aus einer in dem Schiebergehäuse montierten Buchse, die das Schieberglied drehbar trägt und zwei gegenüberliegende Öffnungen hat, die mit den Öffnungen des Schieberglieds fluchten, wenn das Schieberglied in die richtige Drehstellung gedreht worden ist, um zwei Schieberschlitze zu begrenzen, durch die Öl radial nach innen strömt, dadurch gekennzeichnet, daß der Öldruck am Auslaßbereich der

   Schieberschlitze (30, 32) auf 0,5 - 5,0 kg/cm gehalten wird.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Öldruck vorzugsweise

   1-3 kg/cm beträgt.

   3. Öldurchflußregel-Drehschieber zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine geschoßförmige Füh rung (ho) In dem Schieberglied (31) vorgesehen ist (Fig. 5 a).

   k, Öldurchflußregel-Drehschieber zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, daduroh ge-

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   kennzeichnet , daß der an den Auslaßbereich der Schieberschlitze (30» 32) angeschlossene Ölabflußkanal (12) einen verengten Abschnitt (4i) hat (Fig. 5 t>).

   5· Öldurchflußregel-Drehschieber zur Durchführung ties Verfalirens nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , daß der an den Auslaßbereich der Schieberschlitze (3°, 32) angeschlossene Ölabflußkanal (12) eine Drosseleinrichtung (^-2) hat (Fig. 5 c).

   6. öldurchfluQregel-Drehschieber zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß eine Prallplatte (^3) so im Schieberglied (31) angeordnet ist, daß die beiden aus den Schieberschlitzen. (30» 32) austretenden Ölstrahlen nicht aufeinandertreffen (Fig. 5 d)·

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