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"Vorrichtung zum Steuern bzw. Regeln der Fahrgeschwindigkeit von
hydraulischen Aufzügen od.dgl." Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung
zum Steuern bzw.
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Regeln der Fahrgeschwindigkeit von hydraulisch betriebenen Aufzügen
od.dgl. mit einem durch einen Stellmotor anzutreibenden Drosselglied in der Druckmittelleitung.
Die Vorrichtung ist darüberhinaus auch für andere hydraulische Antriebe zur Erzielung
von translatorischen Bewegungen in Maschinen od.dgl. verwendbar.
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Last- und Viskositätsänderungen des Druckmittels beeinflussen den
Geschwindigkeitsverlauf solcher hydralischen Anlagen erheblich, was insbesondere
beim Einfahren in eine Haltestelle zu Schwierigkeiten, wie ruckfreiem Abbremsen
und anschließende Schleichfahrt, führt. Man hat diese Schwierigkeiten unter erheblichem
schaltungstechnischem und apparativem Aufwand abzustellen versucht, ohne jedoch
völlig befriedigende Ergebnisse zu erzielen. Es besteht daher ein dringendes Bedürfnis,
diese
mängel abzustellen und einen hydraulischen Aufzug bzw. einen
anderen hydraulischen Antrieb zu schaffen, auf dessen Geechwindigkeitekurve sich
die betriebsbedingten Last- und Viskositätsänderungen des Druckmittels nicht nachteilig
auswirken können.
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Di. Erfindung geht hierzu den Weg, daß sie die Beffligung des Droseelgliedes,
welchee ein Ventil oder Steuerschieber ein kann, in Abhängigkeit von den Last- und
Viskositätsänderungen beeinflußt, so daß durch die Änderung der Menge des jeweile
strömenden Druckmittels unter allen Betriebsbedingungen praktisch die gleiche Geschwindigkeitskurve
erreicht werden kann.
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Erfindungsgemäß weist der das Drosselglied antreibende Stellmotor
zur Erzielung einer gleichmäßigen Anfahr- bzw. Einfahrkurve eine Einrichtung zur
Regelung der Drehzahl in Abhängigkeit von der Last und/oder Viekosität des DruckDittels
auf. Im allgemeinen berücksichtigt die Regelung oder Steuerung beide veränderlichen
Größen, die sich auf die Geschwindigkeit auswirken können.
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Die Last läßt eich in bekannter Weise ohne weiteres beispielsweise
in eine Spannung umsetzen, die den erforderlichen Regel- bzw.
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Steuerimpule liefert. Die Viskositätsänderungen ergeben sich aus der
jeweiligen Temperatur des Druckmittels, die ebenfalls ohne Schwierigkeiten z.B.
in eine Spannung umsetzbar ist. Beide Gräben werden dann zur Drehzahlregelung des
das Drosselglied betätigenden Stellmotors verwendet, eo daß dieses mehr oder weniger
schnell schließt bzw. dem Druckmittelmotor eine unterschiedliche
Druckmittelienge
zuführt oder von dem Druckmittelmotor abstrZmen läßt.
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In praktischer Verwirklichung dieser allgemeinen Gedanken sieht die
Erfindung vor, daß der Antrieb für das Drosselglied zwischen der Abtriebswelle des
Stellmotors und dem Drosselglied ein Geschwindigkeitswechselgetriebe aufweist. Der
Stellmotor läuft dann mit konstanter Drehzahl. Die Änderungen der Ventil- oder Steuerschieberbewegungen
werden durch Beeinflussung des Getriebes hervorgerufen. Hierzu eignet sich jede
stufenlos verstellbare Getrieft ) insbesondere ein Friktionsgetriebe.
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Eine andere Alternative besteht darin, den Antrieb für das Drosselglied
mit einem drehzahl veränderlichen Motor zu versehen.
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Als besondere vorteilhaft hat es sich erwiesen, daß in diesem Fall
der Antriebsmotor eine Phasenanschnittasteueruneeinrichtung mit in der Stronzuführung
zum Stellmotor angeordneten Thyristoren aufweist. Diese Steuereinrichtung verändert
in Abhängigkeit von der Belastung und der Viskosität des Drucknitteis die vom Stellmotor
abgegebene Leistung und damit dessen Drehzahl, was wiederum zu einer Änderung der
Öffnungs- oder Schließbewegung des Drosselglieds führt.
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Eine echte Regelung anstelle eines Steuervorgangs wird erfindungsgenäß
durch bewirkt, daß der Antrieb des Drosselglieds einen Regler zum Vergleich eines
vorgegebenen Sollwertes der Geschwindigkeit mit dem last- und tiskositätsabhängig
ermittelten
Istwert aufweist, der bei einer Differenz zwischen
Soll-und Ietwert auf die Drehzahl des Antriebs einwirkt.
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Bei dieser Ausführungsform werden nicht Last und Temperatur des Druckmittels,
sondern die hiervon abhängige Geschwindigkeit z.B. des Kolbens des Hubmotors ermittelt,
wozu beispielsweise ein Generator dienen kann. Der ermittelte Wert geht als Impuls
in den Regler ein, der einen Vergleich zwischen vorgegebenem Sollwert und ermitteltem
Istwert durchfUhrt und mit einer der Differenz der beiden Werte entsprechenden Stellgröße
auf die Einrichtung zur Phasenanschnittssteuerung des Stellmotore oder aber, im
anderen Fall, auf das Geschwindigkeitswechselgetriebe zwischen Stellmotor und Drosselglied
einwirkt.
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Ob dabei das Drosselglied in der Druckleitung zum Hubmotor oder aber
in der Rücklaufleitung zum Druckmittelbehälter angeordnet ist, bleibt für die erfindungsgemäße
Vorrichtung ohne bestienden Einfluß.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung einiger bevorzugter Ausführunguformen sowie
an Hand der schematischen Zeichnungen.
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Hierbei zeigen: Fig. 1 die ideale Geschwindigkeitskurve eines hydraulischen
Aufzugs mit einer Abweichung; Fig. 2 das Grundprinzip der Erfindung;
Fig.
3 und 4 zwei verschiedene Ausführungsbeispiele zur Geschwindigkeitsänderung des
Antriebs für das Drosselglied und Fig. 5 einen Regelkreis zur Beeinflussung der
Geschwindigkeit eines hydraulischen Aufzugs.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung am Beispiel eines hydraulischen
Aufzugs erläutert, ohne hierauf jedoch beschränkt zu sein.
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Die Hubhöhe des Aufzugs soll dem Abstand der Punkte A und D entsprechen.
Zum Anfahren ergibt sich durch zunehmendes Öffnen bzw.
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Schließen des Drosselglieds 1 eine Beschleunigung entsprechend dem
Kurvenabschnitt A - B, während auf der Strecke zwischen den Punkten B und a die
Geschwindigkeit praktisch gleich bleibt.
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Bei C beginnt die umgekehrt gerichtete Betätigung des Drosselglieds
1, so daß sich die dem wiedergegebenen Kurvenabschnitt entsprechende Verzögerung
bis zum Punkt D, der dem Stillstand entspricht, ergibt. Bei erhöhter Last bzw. geringer
Viskosität des Druckmittels wird der Kurvenabschnitt C - D in der aus der gestrichelten
Kurve 2 ersichtlichen Form zunächst mehr oder weniger stark abfallen. Das PUhrt
zu einem vorzeitigen Halten des Aufzugs unterhalb der Haltestelle in Punkt Dt bzw.
zu einem längeren Schleichweg D' - D, wenn eine entsprechende Schleichfahrtseinrichtung
in dem Steuersystem vorgesehen ist. Darauf folgt die dem Kurvenabschnitt 23 entsprechende
Schleichfahrt ibs zum Stillstand D. Die Aufgabe besteht darin, unter allen Last-
und Viskositätsverhältnissen eine gleiche, möglichst ideale Geschwindigkeitskurve
zu erreichen.
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Der Aufzug besteht aus einer Pumpe 3, die von dem mit konstanter drehzahl
umlaufenden Motor 4 angetrieben wird. Sie steht huber die Saugleitung 5 mit dem
Druckmittelbehälter 6 in jerbindung.
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In der Förderleitung 7 ist ein Rückschlagventil 8 angeordnet, und
von der Leitung 7 zweigt die Rücklaufleitung 9 zum Druckmittelbehälter 6 ab, in
welche ein gesteuertes Sicherheitsventil 10 eingeschaltet ist, Die zum Hubmotor
11 fUhrende Druckmittelleitung 7 ist mit dem lrosselglied 1, z.B. einem Steuerschieber
oder einem Steuerventil, versehen, welches mit dem Stellmotor 12 in Antriebsverbindung
steht, der seine Drehrichtung umkehren kann. Durch die Einrichtungen 13 und 14 werden
die Temperatur und der auf dem Druckmittel lastende Druck ermittelt. Der hieraus
resultierende Impuls geht schließlich in Form einer Drehzahländerung des Stellmotors
12 in den Antrieb für das Drosselglied 1 ein.
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Zur Drehzahländerung des Stellmotors 12 dient bei der AusfUhrungsform
nach Fig. 3 ein diesem Motor 12 nachgeschaltetes Geschwindigkeitewechselgetriebe
15, das die Impulse der Einrichtungen 13 und 14 aufnimmt.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 tritt an die Stelle des Getriebes
15 eine Einrichtung 16 zur Phasenanschnittssteuerung, die aus dem Impulegeber 17
und dem mit Thyristoren bestüc1<ten Leistungsteil 18 besteht. Durch entsprechende
Spannungsänderungen ändert sich die vom Stellmotor abgegebene Leistung und damit
dessen Drehzahl, was sich schließlich als Änderung in der
Schlie8-
oder Öffnungsbewegung des Drosselglieds 1 praktisch auswirkt.
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Die Ausführungsform nach Fig. 5 gibt einen geschlossenen Regelkreis
wieder, der einen Regler 19 zum Vergleich eines vorgegebenen Sollwerte der Geschwindigkeit
des Aufzugs mit dem durch die Einrichtung 20, z.B. einen Generator oder ein anderes
Meßgerät, ermittelten Geschwindigkeit der Kolbenstange 21 des Hubmotors 11 bzw.
einer dieser Geschwindigkeit proportionalenGröße aufweist. Die vor Regler 19 abgegebene
Stellgröße veranlaßt bei einer AbHeichng des Istwerts von Sollwert der Geschwindigkeit
eine entsprechenDrehzahländerung des stellmotors 12 und zwar entweder durch Beeinflussung
der Einrichtung 16 zur Phasenasschnittssteuerung oder aber zur Beeinflussung des
gestrichelt dargestellten Geschwindigkeitswechselgetriebes 15.