DE2320610A1

DE2320610A1 - Vorrichtung zur regelung des betriebs von zwei in reihe geschalteten hydraulischen motoren

Info

Publication number: DE2320610A1
Application number: DE2320610A
Authority: DE
Inventors: Auguste Verlinde
Original assignee: Verlinde SAS
Current assignee: Verlinde SAS
Priority date: 1972-04-20
Filing date: 1973-04-24
Publication date: 1973-10-31
Also published as: DE2320610B2; NL155339B; JPS4915883A; DE2320610C3; FR2181246A5; US3872674A; NL7305081A

Description

Dipl.-lng. Heinz Lesser, Patentanwalt D —8 München 81, Cosimastraße 81 · Telefon: (0811) 95 38 20

19, Rue Danton

59120-LOOS/France L 10.057 Fl/e

Vorrichtung zur Regelurg des Betriebs von zwei in Reihe geschalteten hydraulischen Motoren

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelund des Betriebs von zwei in Reihe geschalteten hydraulischen Motoren.

Eine derartige Vorrichtung wird insbesondere zur Regelung des Betriebs der mechanisch voneinander unabhängigen Motoren eines beispielsv/eise durch Schienen geführten Fahrzeuges verwendet, wie es bei den jeweils an einem Ende eines aufliegenden oder aufgehängten Laufkrans oder einer Brücke" vorgesehenen Motoren der Fall ist.

Bei einem schnelleren Antrieb durch einen der Motoren wird eine derartige Maschine bezüglich einer zur Bewegungsrichtung senkrechten Richtung schräg gestellt.

Diese Erscheinung, "Krebsgang" genannte, verursacht die Einwirkun starker seitlicher Kräfte auf die die Bewegung führenden Schienen und auf die Wagen, die die Maschine tragen oder an denen die Maschine eingehängt ist, bis der nacheilende Wagen elastisch nach vorne geworfen wird.

Um diesen Nachteil bei "starren" Laufkränen zu vermeiden, ist es bekannt, nicht den Vorlauf der Motoren zu regulieren und damit diesen Krebsgang zu beseitigen, sondern die dadurch erzeugten

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seitlichen Kräfte zu beseitigen, wobei jedoch einerseits ein leichtes Verschwenken in einer horizontalen Ebene zwischen, dem Träger oder den Trägern und den Wagen der Maschine und andererseits ein leichtes Gleiten des Trägers in seinen Lagern in den Wagen zugelassen wird. Manchmal erlauben diese Maschinen, die im allgemeinen schwenkbare Laufträger genannt werden, ferner ein Verschwenken ihres Trägers um eine horizontale Achse. Damit die Schwenkmöglichkeit nicht von Anfang an vollständig unmöglich gemacht w.ird, wodurch der ν er schwenkbare Lauf träger die Bedingungen des obengenannten starren Laufkrans annehmen würde, muß der Träger innerhalb seiner Schwenkgrenzen im wesentlichen in der Mittelstellung gehalten werden:'

Ferner ist es sowohl bei starren Laufkränen als auch bei verschwenkbaren Laufträgern zweckmäßig, den Betrieb der Motoren jedes Wagens zu regulieren.

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung, die diese Regelunc im Falle von in einem gemeinsamen Kreis In Reihe geschalteten hydraulischen Motoren ermöglicht. Wenn die beiden in Reihe geschalteten Motoren denselben Hubraum haben, neigt der Motor, der von dem Kreis als erster gespeist wird, stark dazu, sich schneller als der zweite zu drehen, da der zweite Motor durch einen Strom mit einem geringeren Druck gespeist wird, der dem den ersten Motor speisenden Strom, abzüglich der veränderlichen Verluste durch im Inneren des ersten Motors entweichende Strömungsmittelmengen, entspricht.

Ein Ziel der Erfindung ist es, die Regelung durch direkte Einwirkung auf den Speisekreis der Motoren zu erreichen._

Da diese Vorrichtung hauptsächlich für eine Maschine gedacht ist, die sich abwechselnd hin- und herbewegt und deren Motoren deshalb zwei Laufrichtungen haben müssen, soll mit der Erfindung

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ferner eine Vorrichtung geschaffen werden, die bei jeder Strömungsrichtung des Strömungsmittels, d.h. unabhängig davon, ob der eine oder der andere der beiden Motoren als erster .gespeist wird, arbeitet.

Zu diesem Zweck ist die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch . gekennzeichnet, daß ... (kennz. Teil Anspruch 1).

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, wobei auf die beiliegende Zeichnung Bezug genommen wird. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch den Fühler, Fig. 2 und

3 Darstellungen eines verschwenkbaren Laufträgers in

zwex stark übertrieben gezeigten Endstellungen, Fig. 4 ein Schaltbild der hydraulischen Steuerung der

beiden Motoren,
Fig. 5 bis

8 Schaltbilder, die den Betrieb in der einen und der anderen Laufrichtung zeigen. ·

Wie bereits gesagt wurde, soll mit der Erfindung die Regelung des Betriebs der beiden hydraulischen Motoren 1 und 2 erreicht werden, die im vorliegenden Beispiel jeweils einen der Wagen 3 und 4 eines Trägers 5 antreiben, dessen Enden Zapfen 6 und 7 mit horizontalen Achsen bilden, die in der gegenseitigen Verlängerung liegen. Diese Zapfen 6 und 7 sitzen in Lagern 8 und 9, in denen sie axial leicht verschiebbar sind.

Die Lager 8 und 9 besitzen einen Bolzen 10 bzw. 11 mit vertikaler Achse, der in einer Aussparung sitzt, die in dem an dem entsprechenden Wagen 3 bzw. 4 befestigten Bock 12 bzw. 13 vorgeßehen ist. Die Bolzen 10 und 11 gestatten ein leichtes Verschwenken des Trägers 5 bezüglich den Wagen 3 und 4 in einer

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waagerechten Ebene, wobei die Abstandsänderu-ng der beiden Bolzen 10 und 11 durch die axiale Verschiebung der Zapfen 6 und 7 in ihren Lagern 8 und 9 kompensiert wird.

Die Wagen 3 und 4 liegen mit Rollen 14 und 15 auf den Schienen 16 und 17 auf. Ferner sind seitliche Rollen 18 und 19 vorgesehen, die die Wagen 3 und 4 auf diesen Schienen führen.

Wenn der in Fig. 2 und 3 gezeigte Träger sich in Richtung des Pfeils F vorbewegt und der Motor 1 als erster gespeist wird, so eilt dieser Motor im Fall von Fig. 2 vor, während er im Fall von Fig. 3 nacheilt. . .

Um die Schrägstellung des Trägers 5 gegenüber den Wagen 3 und 4 festzustellen, wird auf dem Wagen 3 beispielsweise mit Schrauben 20 der Körper eines Fühlers 21 befestigt, der, wie Fig. 1 zeigt, eine Stange 22 besitzt, die an ihrem Ende eine Gabel 23 trägt. In dieser Gabel 23 sitzt eine Rolle 24, die ständig gegen den Träger 5 oder ein Teil gedrückt wird, das bezüglich der Schwenkbewegung des Trägers mit diesem fest verbunden ist. In dem dargestellten Beispiel liegt die Rolle 24 an einer Abflachung 25 an, die an der Seite des Lagers 9 vorgesehen ist.

Die Gabel 23 kann am Stirnende der Stange 22 aufgeschraubt und in der gewünschten Stellung durch eine Gegenmutter 26 blockiert sein.

Die Stange trägt zweckmäßigerweise eine Platte 27, die mit einem Rand an einer der Seiten einer an dem Körper des Fühlers 21 vorgesehenen Führung 2 8 mit einem leichten Spiel entlangstreicht, damit sich die Stange nicht um ihre Achse drehen kann und die^v Rolle 24 die richtige Ausrichtung beibehält.

Wie die Fig. 4 bis 8 zeigen, ist zur Regelung des Betriebs der Motoren 1 und 2 die Leitung 29, die im Fall von Fig. 5 und 6 zur

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Speisung des Motors 1 dient, an die die beiden Motoren 1 und 2 miteinander verbindende Leitung 30 durch zwei Leitungen 31 und 32 angeschlossen, die ihrerseits über den Fühler 21 miteinander Verbunden sind.

Die Regelung erhält man entweder gemäß Fig. 5 dadurch, daß der erste Motor, der voreilt, teilweise durch Entnahme eines Teils seines Speisestroms kurzgeschlossen wird und dieser Teil direkt dem zweiten Motor zugeführt wird, oder im entgegengesetzten Fall gemäß Fig. 6 dadurch, daß die Leitungen 31 und 32 geschlossen werden, so daß der den zweiten Motor speisende Strom zu diesem nur über den ersten Motor gelangt, der angesichts der Verluste durch entweichendes Strömungsmittel von selbst stärker gespeist wird, so daß er seine Verzögerung wieder aufholen kann.

Wenn sich der Träger in den Fig. 2 und 3 in der dem Pfeil F entgegengesetzten Richtung vorbewegt, so wird im Gegensatz zum Vorhergehenden der Motor 2 als erster gespeist und eilt im Fall von Fig. 2 vor und im Fall von Fig. 3 nach. .

Wie im vorhergehenden Fall kann dies dadurch korrigiert werden, daß zwischen der Leitung 33, die in diesem Fall als erstes den zweiten Motor speist, und der die beiden Motoren miteinander verbindenden Leitung 30 Leitungen 32 und 34 vorgesehen werden, die über einen Fühler 21 (Fig. 7 und 8) miteinander verbunden sind, der wie im vorhergehenden Fall ein Fühl- und Drosselorgan für einen Weg bildet.

Der Fühler 21 muß den Durchsatz, der dem zweiten zu speisenden Motor direkt über die Leitung 32 und die die beiden Motoren miteinander verbindende Leitung 30 zugeführt wird, je nach der Stärke der Schrägstellung des Trägers von einem Wert Null bis zu einem bestimmten Wert regeln, der von der Höchstmenge des entweichenden Strömungsmittels der Motoren abhängt. Zu diesem Zweck wird die Stange 22 des Fühlers innen durch einen in einer Buchse 36 beweglichen Schieber 35 verlängert. Auf dem Schieber

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und in der Buchse sind verschiedene Nuten 37, 38 zur Verteilung der Belastungen und des Schmierfilms sowie zur Bildung von Hindernissen vorgesehen, die die Abdichtung zwischen den einzelnen Teilen des Schiebers gewährleisten.

Die Drosselwirkung dieses Fühlers wird durch eine Nut 39 des Schiebers erreicht, die mit dem den Außendurchmesser des Schiebers aufweisenden Teil dieses Schiebers durch eine Abschrägung 40 verbunden ist, die die Seitenfläche 41 einer Nut 42 übergreift, in der Eintrittsöffnung 43 für das Strömungsmittel mündet, während auf der anderen Seite dieser Seitenfläche 41 in der Nut 39 des Schiebers 35 die Austrittsöffnung 44 für das Strömungsmittel mündet.

Auf diese Weise drosselt die Abschrägung 40 im Maße der Einführung des Schiebers in die Buchse 36 den Strömungsmittelstrom mehr oder weniger stark, bis sie ihn vollständig unterbricht, wenn der den! Außendurchmesser des Schiebers 35 aufweisende Teil dieses. Schiebers oberhalb der Abschrägung sich auf der anderen Seite der Seitenfläche 41 in die Bohrung der Buchse einpaßt.

Zur Vermeidung von störenden Bewegungen des Trägers ist die Austrittsöffnung 44 des Drosselorgans, die in einen axialen Kanal 45 des Schiebers mündet, mit der mit der Leitung 32 verbundenen öffnung 46 über eine kalibrierte öffnung 47 verbunden, die einen feststehenden Durchsatzregler bildet.

Diese öffnung 47 ist zweckmäßigerweise in einem mit Gewinde versehenen Stopfen 48 vorgesehen, der den axialen Kanal 45 teil weise verschließt.

Unterhalb des inneren Endes 49 der Stange 22 am unteren Ende des Schiebers bildet die Buchse 36 eine Kammer 50, die den Druck der Leitung 32, die die Ausgangsleitung des Fühlers bildet, und damit den Druck der die beiden Motoren miteinander verbindenden Leitung 30 führt. Dieser Druck liefert die Druckkraft, die er-

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forderlich ist, damit die Rolle 24 an der Ablachung 25 anliegt (Bezugszahl 51 von Fig. 4). Da dieser Druck jedoch zu stark ist, wird er durch Einwirkung (Bezugszahl 52 auf Fig. 4) des Strömungs mittels auf die Oberseite des Schiebers, die der Unterseite, abzüglich des Querschnitts der Stange 22, entspricht, auf einen niedrigeren Betrag gebracht. Auf diese Weise wird der Schieber durch das auf die Flächendifferenz einwirkende Strömungsmittel zurückgeholt. Für diese Einwirkung auf die Oberseite des Schieberß wird das Strömungsmittel dem axialen Kanal 45 über eine Bohrung 53 entnommen, die in eine Nut 54 mündet, die das Strömungsmittel der Oberseite des Schiebers zuleitet.

Eine derartige Vorrichtung kann jeden der Motoren steuern, der als erster angetrieben wird. In jeder Bewegungsrichtung des Trägers entspricht jedoch, wie Fig. 2 und 3 zeigt, eine bestimmte Schrägstellung des Trägers demselben Voreil- oder Nacheilfehler des ersten angetriebenen Motors, wobei dieser Fehler durch mehr oder weniger starke Strömungsmittelzufuhr zu der die beiden Motoren miteinander verbindenden Leitung korrigiert wird.

Es kann auch ein einziges Fühl- und Drosselorgan verwendet werden, dessen Eintrittsöffnung 43 jedoch mit den Leitungen 31 und 34, die mit den die Motoren 1 und 2 sowohl mit der Strömungsmittelquelle als auch mit dem Strömungsmittelrücklauf verbindenden Leitungen 29 und 33 verbunden sind, über einen Druckwähler 56 verbunden ist.

Dieser wählt den Strom mit dem höchsten Druck aus und gestattet dessen freien Durchfluß zu seinem Ausgang 57 (Fig. 4) , der mit der Eintrittsöffnung 43 des Drosselorgans verbunden ist. Da der Druck angesichts des Entweichens von Strömungsmittel bei der Speisung stärker als bei dem Rückfluß ist, wird stets unabhängig von der Speiserichtung des Kreises die speisende und nicht die rückleitende Leitung 29 bzw. 33 im gegebenen Fall mit der die beiden Motoren miteinander verbindenden Leitung 30 zum partiellen

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Kurzschließen des ersten gespeisten Motors in Verbindung gesetzt

Dieser Druckwähler besteht aus zwei Rückschlagventilen 58, 59, die eine auf einem Sitz 61 aufliegende Kugel 60 enthalten, die die öffnungen 62 und 63 steuern, die mit den Leitungen 31 und 34 verbunden sind« Diese Rückschlagventile sind mit der das Drosselorgan speisenden Eintrittsöffnung 43 durch verschiedene Bohrungen 64, 65, 66, 67 verbunden.

Das Drosselorgan, der Durchsatzregler 47 und der Druckwähler 56 sind in einem einzigen Block zusammengebaut, der den Fühler 21 bildet.

Im dargestellten Fall ist das Drosselorgan geschlossen, wenn der Winkel spitz ist (Fig. 3), d. h. wenn die Stange 22 eingeschoben ist; der Schieber 35 kann jedoch auch für den umgekehrter Betrieb ausgebildet sein.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

{ 1.J Vorrichtung zur Regelung des Betriebs von zwei in Reihe geschalteten mechanisch voneinander unabhängigen hydraulischen Motoren insbesondere für eine beispielsweise durch Schienen geführte bewegliche Maschine, beispielsweise von Motoren, die an den beiden Enden eines aufliegenden oder aufgehängten Läufkrans oder einer Brücke vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet , daß in Strömungsrichtung des antreibenden Strömungsmittels vor und hinter dem als erster gespeisten Motor (1, 2) an dem Speisekreis der Motoren die Enden einer Zweigleitung (31, 32, 34} angeschlossen sind, in der der Durchsatz durch ein verstellbares Drosselorgan (35) gesteuert wird, das durch einen Fühler (21) betätigt wird, der je nachdem, ob dieser erste Motor voreilt oder nacheilt, zur Aufhebung des Voreilens oder Nacheilens des ersten Motors die Speisung des zweiten Motors mit einem Strömungsmittelstrom gestattet, der stärker oder schwächer als der den ersten Motor durchfliessende Strom ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung strömender Bewegungen der Maschine in der Zweigleitung (31, 32, 34) zusätzlich zu dem verstellbaren Drosselorgan (35) und vorzugsweise hinter diesem ein feststehender Durchsatzregler, beispielsweise eine kleine Bohrung (47) , vorgesehen ist, die in Abhängigkeit von dem in der Zweigleitung zuge-

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lassenen Höchstdurchsatz kalibriert ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet , daß in der Zweigleitung (31, 32, 34) vorzugsweise vor dem verstellbaren Drosselorgan (4o, 41) ein Rückschlagventil vorgesehen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verstellbare Drosselorgan aus einem in einer Buchse (36) beweglichen Schieber (35) besteht, wobei die Eintritts'öffnung (43) und die Austrittsoffnung (44) in verschiedenen Nuten (39, 42) ausmünden und durch eine Schulter (41) der Buchse voneinander getrennt sind, der sich eine Schulter (4o) des Schiebers mehr oder weniger stark nähert, so daß der zwischen der Eintritts- und der Austrittsoffnung fliessende Strömungsmittelstrom mehr oder weniger stark gedrosselt oder unterbrochen wird.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn ζ ei c h η e t, daß der Schieber (35) an einem seiner Enden durch eine aus der Buchse.(36) heraustretende Stange (22) verlängert ist, die den Fühler (21) bildet und den Schieber in Abhängigkeit von der Schrägstellung der beweglichen Maschine gegenüber ihrer Normalstellung betätigt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4,dadurch gekennz ei c h η e t , daß eine der öffnungen (43, 44) des verstellbaren Drosselorgans über eine Leitung mit den Stirnflächen des Schiebers (35) verbunden ist, so daß der Schieber durch auf eine Flächendifferenz einwirkendes Strömungsmittel zurückgeholt wird, da die auf der Seite der Stange (22) gelegene obere Stirnfläche kleiner

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als die untere Stirnfläche des Schiebers ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet , daß das freie Ende der Stange (22) einerseits eine Rolle (24) trägt, mit der es an dem Teil (9) anliegt, an dem die Schrägstellung der Maschine gegenüber ihren Schienen (16, 17) abgetastet wird, und andererseits eine die Rolle in der richtigen Ausrichtung haltende Führung aufweist, die beispielsweise aus einer an der Stange befestigten Platte (27) besteht, die bei der Bewegung der Stange mit einem gewissen Spiel an einer bezüglich der Buchse (36) feststehenden Führung (28) entlangstreicht.
8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2, 4 und 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Eintrittsöffnung (43) des Drosselorgans (35) in einer Nut (42) der Buchse (36) ausmündet, während seine Austrittsöffnung (44) in einer Nut (39) des Schiebers (35) ausmündet und mit einer am unteren Ende des Schiebers befindlichen Kammer über einen axialen Kanal (45) und über den feststehenden Durchsatzregler (47) verbunden ist, der aus einem diesen axialen Kanal teilweise verschliessenden Stopfen (48) besteht, wobei in diese Kammer ferner die Leitung (32) mündet, die an die die beiden Motoren (1, 2) miteinander verbindende Leitung (3o) angeschlossen ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß zur Verringerung der Rückholkraft, die durch das in der Kammer (5o) am unteren Ende des Schiebers (35) befindliche Strömungsmittel erzeugt wird, das Strömungsmittel des axialen Kanals (45) in die

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Nähe des oberen Endes des Schiebers über eine radiale Bohrung (53) gebracht wird, die in eine kleine LängsTiut (54) mündet, die das Strömungsmittel bis zu der oberen Stirnfläche führt, wo es in einer über dem Schieber befindlichen Kammer (55) gespeichert wird und einen Gegendruck ausübt.

Io. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein einziges verstellbares Drosselorgan (35), dessen Eintrittsöffnung .(43) an einen Druckwähler (56) angeschlossen ist, der aus zwei entgegengesetzt angeordneten Rückschlagventilen (58, 59) besteht und zwei Eingänge besitzt, die bei einer Strömungsrichtung an die Eingangsseite des als erster gespeisten Motors (1, 2) bzw. an die Ausgangsseite des anderen Motors angeschlossen sind, und der von den beiden Eingängen denjenigen auswählt, der den Strömungsmittelstrom mit dem höchsten Druck empfängt und somit ,unabhängig von der Strömungsrichtung mit dem Eingang des Kreises verbunden ist und den freien Durchgang des Strömungsmittels zu seinem Ausgang und damit zu dem verstellbaren Drosselorgan (35) gestattet.

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