DE2347556A1 - Steuerung fuer einen antrieb mit veraenderlicher drehzahl - Google Patents
Steuerung fuer einen antrieb mit veraenderlicher drehzahlInfo
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Description
. ing. H. NEGENDANK · dipl.-ing. H. HAUCX · χ,ιρχ.-^η* s. W. SCHMITZ
»iPt.iNö. E. GHAAIiFS · DIPL.-ING. W. WEHNERT
G. M, Sommer Company, Inc.
26233 Groesbeck Highway
Warren, Michigan 48089/USA tkibgh. negedapatbnt
Hamburg, 18. September 1973
Steuerung für einen Antrieb mit veränderlicher
Drehzahl
Die Erfindung richtet sich auf eine Steuerung für eine Antriebseinheit
mit veränderlicher Drehzahl, die in der Lage ist, die Größe und die Art des Unterschieds zwischen der Istdrehzahl einer
Abtriebswelle des Antriebs und einer gewünschten Drehzahl während einer sehr geringen Zunahme beim Umlauf der Abtriebswelle zu bestimmen,
und die außerdem in der Lage ist, die Drehzahl der Abtriebswelle im Sinne einer Reduzierung des Unterschieds einzustellen.
Die Steuerung gemäß der Erfindung benutzt eine Meßeinrichtung, welche eine Impulsreihe bildet, deren einzelne Impulse
jeweils für eine vorgewählte geringe Zunahme in der Umdrehung der Abtriebswelle des Antriebs representativ sind.' Die Steuerung
bestimmt, ob das zwischen den aufeinanderfolgenden Impulsen liegende Zeitintervall größer oder kleiner ist als ein Zeitintervall,
das für die erwünschte Drehzahl representativ ist. In der bevorzugten Steuerung wird jeder Impuls von der Meßeinrichtung durch
einen digitalen Verzögerungskreis um das Zeitintervall, das für
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die erwünschte Drehzahl representativ ist, verzögert, und jeder
verzögerte Impuls wird hinsichtlich seiner Zeit mit de» nächstfolgenden Impuls von der Meßeinrichtung mittels eines Vergleichers
verglichen. Der Vergleicher bildet ein Ausgangssignal, welches vorzugsweise eine Impulsreihe enthält, deren einzelne
Impulse jeweils eine Breite haben, die für den Unterschied in der Ankunftszeit verglichener Impulse representativ
ist, sowie eine Polarität, welche anzeigt, welcher Impuls zuerst angekommen ist. Das Ausgangssignal von dem Vagleicher
wird integriert, um ein analoges Signal zu ergeben, welches für die Größe und die Art des Fehlers representativ ist, d.
h. für den Unterschied zwischen der Istdrehzahl der Abtriebswelle des Antriebs und der gewünschten Drehzahl, welches schließlich
zur Steuerung der Drehzahl des Antriebs benutzt wird. In der bevorzugten Anlage empfängt ein Servo-Entlastungsventil
das Fehlersignal und steuert in Abhängigkeit davon die Größe des auf einen Betätigungskolben aufgebrachten Druckes und dementsprechend
die auf ein Scheibenpaket aufgebrachte Klemmkraft, wodurch die Drehzahl der Abtriebswelle gesteuert wird. Die
Konstruktion des Servoventils gemäß der Erfindung gestattet in vorteilhafter Weise die Übertragung der vollen Leistungsfähigkeit
der elektronischen Einrichtung auf den mechanischen Teil der gesamten Anlage. Es wird auch eine Zuverlässigkeit erreicht.
Die bekannten Servoventile enthalten im allgemeinen überlappte
Gleitkörper und kleine Öffnungen, die sich als äußerst empfindlich
gegenüber Ölverschmutzung erwiesen haben. Das Servoventil
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gemäß der vorliegenden Erfindung andererseits ist von außergewöhnlich
einfacher Konstruktion und ist genauso unempfindlich gegenüber einer Verschmutzung wie das übliche unmittelbar wirkende
fedftrbelastete Entlastungsventil. Allgemein gesagt enthält das Ventil einen relativ kleinen Strömungsmittelkanal,
dessen erstes Ende sich in Strömungsmittelverbindung mit einer Quelle unter Druck stehenden Strömungsmittels befindet
und dessen anderes Ende an einer flachen Oberfläche im rechten Winkel zu dem Kanal mündet. Das gegenüberliegende Ende
ist durch eine kleine flache Klappenplatte abgedeckt, die zur Ausführung einer Hin- und Herbewegung relativ zu der flachen
Oberfläche in geeigneter Weise geführt und durch eine schwache Schraubenfeder in eine allgemein offene Stellung beaufschlagt
wird. In Abhängigkeit von einem Steuersignal von der elektronischen
Einrichtung überträgt eine kleine Schraubenform eine entgegengesetzte Kraft auf die Klappenplatte, die die Neigung hat,
den Kanal zu schließen, wodurch der Druck zum Betätigungskolben erhöht wird. Der Druck ist im wesentlichen proportional zu der
Größe des Ausgangssignals und steuert die über -den Betätigungskolben auf das Scheibenpaket aufgebrachte Klemmkraft. Es sei
drauf hingewiesen, daß ständig hydraulisches Strömungsmittel zwischen der flachen Oberfläche und der Platte fließt, um so
den weiteren Vorteil einer Selbstreinigung zu bieten. Ein weiterer Vorteil liegt in der Tatsache, daß, da das Servoventil
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ein Entlastungsventil ist, keine weiteren zusätzlichen Entlastungsventile
oder andere Überdruckschutzeinrichtungen erforderlich sind.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann das Servoentlastungsventil
unmittelbar zusammen mit bestimmten Antriebseinheiten veränderlicher Drehzahl einer solchen Gröie benutzt
werden, bei denen der volumetrische Bedarf an hydraulischem Strömungsmittel gleich der volumetrisehen Kapazität des Ventils
ist. Bei Antriebseinheiten veränderlicher Drehzahl mit einem volumetrisehen Bedarf an hydraulischem Strömungsmittel
von mehr als der Kapazität des Ventils kann das Ventil als ein Vorbelastungsventil für ein hydraulisch betätigtes Entlastungsventil
benutzt werden und auf identische elektronische Einrichtungen, wie im vorhergehenden beschrieben, ansprechen.
Entsprechend einem weiteren Merkmal der Steueranlage befaßt sich die Erfindung mit Schwierigkeiten, die beim anfänglichen
Anlassen mit der Abtriebswelle gekuppelter Lasten großen Beharrungsvermögens
auftretenο Im herkömmlichen Betrieb wird die Last großen Beharrungsvermögens aus einem allgemein statischen
Zustand heraus so lange beschleunigt, bis die Last die Winkelgeschwindigkeit der Antriebswelle erreicht hat. Für
einen solchen Anwendungszweck kann das Servosteuersystem so
programmiert werden, daß es eine Drehzahlsignalrampe oder ein
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DrehzahlsignalVorfeld als Funktion der Zeit liefert. Bei Anwendungsarten,
die Kein hohes Startdrehmoment gegenüber dem erforderlichen Beschleunigungsdrehmoment aufweisen, kann durch
Programmierung des Beschleunigungsdrehmoments als Funktion der Zeit eine glitte Beschleunigung erreicht werden. Für derartige
Anwendungsarten kann das Steuersystem durch ein kombiniertes Entlastungs- und Beschleunigungsventil ersetzt werden, welches
auf eine einstellbare Stellung eines Nadelventils anspricht.
Nachdem die Beschleunigung erreicht ist» werden die Scheibenpakete in Eingriff gebracht oder "geschlossen11 (locked up),
und die angetriebene Haschine läuft genau mit der Drehzahl
des Antriebs« Es ist ersichtlich, daß zur Übertragung des Drehmoments
keinerlei Schlupf erforderlich ist und daher auch
keine Wärme erzeugt wird.
Weitere Merkmale und Vorzüge der Erfindung gehen aus der folgenden
ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen hervor. Es zeigen:
Fig. 1 ein schematisches Blockschema der bevorzugten Steuerung
gemäß der Erfindung mit einer als Beispiel ebenfalls
in Blockform dargestellten Antriebseinheit veränderlicher
Drehzahl,
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Fig. 2 ein Blockschema einer Beschleunigungs/Verzögerungssteuerung
zur wahlweisen Verwendung anstelle dtr in
·- Fig. 1 gezeigten Steuerung,
Fig. 3 einen Schnitt durch das Servoentlastungsventii.gemäß
der Erfindung, welches auf die Steuerung nach Fig. 1 anspricht,
Fig« 4 einen Schnitt durch ein hydraulisch betätigt·· Entlastungsventil
sowie eine Seitenansicht des Xn Fig. gezeigten Ventils mit einem fortgebrochenen Teil zur
besseren Darstellung der Anwendung desselben als ein Torbelastungsventil, und
Fig. 5 einen Schnitt durch ein kombiniertes Entlastungs- und Beschleunigungsventil, ^ias ebenso zur Steuerung der
Antriebseinheit veränderlicher Drehzahl benutzt wird.
Fig. 1 zeigt eine Steuerung 10 für eine Antriebseinheit 12 veränderlicher Drehzahl mit einer Antriebswelle 14 und einer
Abtriebswelle 16. Die Antriebseinheit 12 veränderlicher Drehzahl
verändert die Umlaufdrehzahl der Abtriebswelle 16 relativ
zu der Drehzahl der Antriebswelle 14 gemäß einem auf einer
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Strömungsmittelleitung 18 vorhandenen Strömungsmitteldrucksignal.
In dieser Hinsicht wird auf Antriebe veränderlicher Drehzahl in gleichlaufenden Anmeldungen von Gordon M. Sommer verwiesen,
unter dem Titel "Antriebsveränderliche Drehzahl11 die
dem Anmelder dieser Anmeldung überschrieben und an demselben Tag wie diese Anmeldung angemeldet wurden. Die Lehren jeder
einzelnen der oben erwähnten Anmeldungen gelten als aufgrund ihrer Erwähnung an dieser Stelle in dieser Anmeldung verkörpert.
Aus den oben erwähnten Anmeldungen ist ersichtlich, daß. die Antriebseinheit 12 veränderlicher Drehzahl ein Scheibenpaket
enthält, bestehend aus einer Anzahl gegenüberliegender Scheiben und Platten, die jeweils zum Umlauf mit der Antriebswelle 14
und der Abtriebswelle 16 gelagert ä.nd. Diese Scheiben und
Platten sind in einem Strömungsmittelreservoir angeordnet und wenigstens zum Teil darin untergetaucht, um das Drehmoment der
Antriebswelle 14 über den Eingriff der Scheiben und Platten aufgrund des Prinzips der Viskositätsscherung zu übertragen.
Das Ausmaß der Bewegungsübertragung zwischen den Wellen wird durch übertragung eines Druckes an den Scheiben und Platten
gesteuert, der die Neigung hat, diese Scheiben und Platten
zusammenzubringen. Der Druck wird vorzugsweise durch eine bewegliche Wandeinrichtung, beispielsweise eine Kolben- und Zylinderkombination
aufgebracht. Der Kolben ist durch eine Fluß-
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leitung 18 mit einer Pumpe 22 verbunden, so daß der Strömungsmitteldruck
zur Steuerung der Übertragung des Drehmoments zwischen der Antriebswelle 14 und der Abtriebswelle 16 auf ihn
einwirken kann. Der Strömungsmitteldruck in der Strömungsmittelleitung 18 wird durch ein Servoentlastungsventil 20
gesteuert, welches in einem Strömungsmittelflußweg, der die Strömungsmittelpumpe 22 mit dem das Scheibenpaket umgebenden
und in der Einheit 12 enthaltenden Strömungsmittelreservoir verbindet, eine veränderliche Einschnürung bildet. Dieses
Reservoir kann auch als eine Strömungsmittelquelle für die Pumpe 22 dienen und ist in Fig. 1 schematisch als über eine
Durchflußleitung 24 in Strömungsmittelverbindung mit dem Ventil 20 stehend dargestellt. Allgemein gesagt ist das Ausmaß
der durch das Servoentlastungsventil 20 gegebenen Einschnürung eine Funktion eines elektrischen Signals auf einem Ausgangsleiter
34 der Steueranlage 10, um die Übertragung des Drehmoments zwischen der Antriebswelle 14 über die Scheiben und
zu
Platten auf die Abtriebswelle 16'steuern.
Platten auf die Abtriebswelle 16'steuern.
Die Steuerung ist abhängig von einem Abtriebswellendrehzahlsignal auf Leitung 36 und einem Drehzahlkommandosignal auf
Leitung 40. Das Abtriebswellendrehzahlsignal auf Leitung 36
wird abgenommen von einer Drehzahlmeßeinrichtung mit einem magnetischen Aufnehmer 42 und einem Zahnrad 44. Das Zahnrad
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44 bildet einen veränderlichst Widerstandspfad für den magnetischen
Aufnehmer,, um ein pulsierendes Signal zu erzeugen, wobei die einzelnen Impulse dieses Signals jeweils den Durchgang eines
Zahnes durch den magnetischen Aufnehmer 42 darstellen. Jeder Impuls auf der Leitung 36 stellt eine Zunahme in der Umlaufverschiebung
der Abtriebswelle 16 dar, und die Wiederholgeschwindigkeit der Impulse stellt die Drehzahl der Abtriebswelle 16
dar.
Die Impulse auf der Leitung 36 werden von einem Impulsformer
46 empfangen, welcher gut begrenzte Ausgangsimpulse liefert. Die Impulse von dem Impulsformer 46 werden unmittelbar von
einem Phasendetektor 48 an einem Eingangsende desselben empfangen und ebenso unmittelbar am Eingangsanschluß 54 von
einem Verzögerungsnetz 50 empfangen. Das Verzögerungsnetz 50 ist effektiv eine digitale Verzögerungsleitung, die von einem
spannungsgesteuerten Oszillator 52 abhängig ist. Das Verzögerungsnetz kann beispielsweise ein Schieberegister sein, welches
in der Lage ist, die an dem Eingangsanschluß 54 empfangenen Impulse für jeden von einer Leitung 58 empfangenen Taktschritt
durch eine Stufe des Schieberegisters in Richtung auf einen
Ausgangsanschluß 56 zu schieben. Die Taktschritte auf der Leitung 58 werden durch den spannungsgesteuerten Oszillator 52
vorgesehen, so daß der spannungsgesteuerte Oszillator 52 die Übertragung der von dem Impulsformer 46 empfangenen Impulse
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durch die Stufen des Verzögerungsnetzes 50 auf die Ausgangsleitung
56 steuert.
Die Frequenz des spannungsgesteuerten Oszillators 52 ist so festgelegt, daß sie gleich, der Anzahl Stufen des Schieberegisters
mal der Frequenz des Signals auf der Leitung 36 ist,
welches darstellend ist für die gewünschte Abtriebswellendrehzahl. In einem Beispiel war das Verzögerungsnetz 50 ein Schieberegister
mit 64 Stufen, das in Kombination mit einem Zahnrad 44 mit 192 Zähnen benutzt wurde, so daß das 64-fache des
Signals der gewünschten Abtriebswellendrehzahl in Impulsen je Minute, was wiederum das 192-fache der gewünschten Abtriebswellenumdrehungen
je Minute ist, die entsprechende Oszillatorfrequenz darstellt. Somit wäre in dem obigen Beispiel die
entsprechende Oszillatorfrequenz für eine Abtriebswellendrehzahl von 100 Umdrehungen je Minute 64 χ 192 χ 100 = 1228800
Impulse je Minute. Unter den obigen Bedingungen, wenn die Drehzahl der Abtriebswelle gleich der gewünsiiten Drehzahl ist,
kommen die Impulse von dem Verzögerungsnetz 50 auf der Leitung 56 zur gleichen Zeit an dem Phasendetektor 48 an wie der nächste
Impuls in der Reihenfolge von dem Impulsformer 46. Wenn die Impulse von dem Verzögerungsnetz 50 und die Impulse von
dem Impulsformer 46 gleichzeitig an dem Phasendetektor 48 ankommen und dadurch anzeigen, daß sich die Abtriebswelle 16
mit der gewünschten Drehzahl dreht, dann überträgt der Phasen-
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detektor ein Ausgangssignal gleich Null auf einen Integrator 60. Wenn der Impuls von dem Verzögerungsnetz 50 vor dem Impuls
von dem Impulsformer 46 an dem Phasendetektor 48 ankommt und so anzeigt, daß sich die Abtriebswelle mit geringerer als
der gewünschten Drehzahl dreht, dann erzeugt der Phasendetektor 48 ein Ausgangssignal mit einer Breite, die representativ
ist für den Unterschied in der Ankunftszeit, und mit einer Polarität, z. B. negativ, die besagt, daß die Drehzahl der
Abtriebswelle 16 geringer ist als die erwünschte Drehzahl. Wenn andererseits der Impuls von dem Impulsformer 46 vor dem
Impuls von dem Verzögerungsnetz 50 an dem Phasendetektor ankommt, wodurch angezeigt wird, daß sich die Abtriebswelle 16
schneller als mit der gewünschten Drehzahl dreht, dann erzeugt der Phasendetektor ein Ausgangssignal, das wiederum eine Breite
aufweist, die darstellend ist für den Unterschied in der Ankunftszeit, jedoch eine entgegengesetzte Polarität, nämlich
positiv, was bedeutet, daß die Drehzahl der Abtriebswelle 16 größer ist als die gewünschte Drehzahl.
Obwohl sich ein Verzögerungsnetz mit einem Schieberegister von 64 Stufen als befriedigend erwiesen hat, können auch Schieberegister
mit mehr oder weniger Stufen benutzt werden. Eine Erhöhung der Anzahl Stufen in dem Verzögerungsnetz 50 erhöht die
Auflösung der Steuerung 10, während eine geringere Anzahl
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Stufen in dem Verzögerungsnetz 50 die Auflösung der Steuerung 10 verringert.
Der spannungsgesteuerte Oszillator 52 empfängt das die gewünschte Drehzahl darstellende Signal auf Leitung 40, das in
Form einer Gleichstromsteuerspannung gegeben ist. Die Gleichstromsteuerspannung
wird an einem Bezugsdrehzahlkreis 62 erzeugt, der eine Gleichstromspannungsquelle darstellen kann,
die durch Einstellung einer Steuerung 64 variabel und in der Form wirksam ist, daß sie die Frequenz des spannungsgesteuerten
Oszillatorausgangssignals auf Leitung 58 festlegt. Vorzugsweise wird der Gleichstromspannungsgenerator 62 von einer
üblichen Wechselstromquelle versorgt, wie gezeigt. Die Gleichstromsteuerspannung
kann durch eine Ein-Aus-Kommandosteuerung 66 eingeschaltet und abgeschaltet werden.
Der Integrator 60 empfingt die Signale von dem Phasendetektor 48, die darstellend sind für die Verzögerung oder das Voreilen
des Impulses von dem Impulsformer 46 relativ zu dem Impuls von dem Verzögerungsnetz 50. Wie bereits erwähnt, erzeugt der
Phasendetektor 48 Impulse mit Breiten oder Zeitdauern, die
darstellend sind für den Zeitunterschied zwischen der Ankunft der Impulse von dem Pulsformer 46 und dem Verzögerungsnetz 50
und vorzugsweise diesen proportional sind sowie mit
einer Polarität, die anzeigt, ob der Impuls von dem Impuls-
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former 46 dem Puls von dem Verzögerungsnetz 50 voreilt oder
ihm nacheilt. Der Integrator 60 bildet ein Ausgangssignal,
welches eine Gleichstromspannung proportional zu dem Fehler ist, d. h. zu der Summe der Zeitdauer der Impulse von dem
Phasendetektor 48 und der einen Polarität minus der Summe der Zeitdauer der Impulse von dem Phasendetektor 48 mit der entgegengesetzten
Polarität. Der Ausgang des Integrators wird von einem Stabilisationsverstärker 68 empfangen. Der Stabilisationsverstärker
68 ist mit einem Stabilisationsnetz 72 versehen, welches einen passend modifizierten Teil des Ausgangs
von dem Stabilisationsverstärker 68 rückkoppelt, um entsprechende Abschwächungs- und Dämpfungseigenschaften vorzusehen.
Der Ausgang des Stabilisationsverstärkers 68 wird von einem
Servoventxlenergieverstärker 74 empfangen, der im wesentlichen einen Spannung-zu-Stromumwandler darstellt, durch welchen der
Stromausgang des Servoventilenergieverstärkers 74 darstellend ist für die Ausgangsspannung von dem Stabilisationsverstärker
68. Der Ausgang des Servoventilenergieverstärkers 74 wird an die Steuerleitung 34 herangeführt, welche wiederum mit dem
Servoentlastungsventil 20 verbunden ist, wie im vorhergehenden bereits beschrieben.
Im wesBitlichen ist, wie aus der folgenden ausführlichen Beschreibung
hervorgeht, das Steuersignal auf der Leitung 34 in der Form wirksam, daß es das Servoentlastungsventil 20 gemäß der Größe
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des Fehlersignals von dem Integrator 60 einstellbar schließt. Zur Erläuterung sei gesagt, daß bei Ankunft eines oder mehrerer
Impulse von dem Impulsformer 46 an dem Phasendetektor 48 nach den verglichenen Impulsen von dem Verzögerungsnetz 50 das
Servoentlastungsventil 20 proportional geschlossen wird, um den Durchfluß von Strömungsmittel dort hindurch zunehmend einzuschnüren
und dadurch den Druck auf die Scheiben und Drehzahl der Abtriebswelle 16 zu erhöhen. Wenn einer oder mehr Impulse
von dem Impulsformer 46 vor den verglichenen Impulsen von dem Verzögerungsnetz 50 an dem Phasendetektör 48 ankommen, dann
wird das Servoentlastungsventil 20 entsprechend geöffnet, um den Druck an der Steuerleitung 18 und damit den Druck zwischen
den Scheiben der Antriebseinheit 12 veränderlicher Drehzahl
zu vermindern und dementsprechend die Drehzahl der Abtriebswelle 16 zu vermindern.
Aus dem obigen geht hervor, daß ein Vergleich durchgeführt wird zwischen der Drehzahl der Abtriebswelle und der gewünschten
Drehzahl, die von dem Bezugsdrehzahlkreis 62 bei jedem Vorbeigang eines Zahnes des Zahnrades 44 an dem magnetischen
Aufnehmer 42 angezeigt wird. Demzufolge wird bei der vorliegenden Ausführungsform die Drehzahl der Abtriebswelle 16
während jeder Umdrehung der Abtriebswelle 192 mal mit der gewünschten Drehzahl verglichen.
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Wahlweise kann der spannungsgesteuerte Oszillator 52 auch durch eine Steuerung 76 programmiert werden, welche in der Form wirksam
ist, daß sie die Umlaufbeschleunigung, die Höchstdrehzahl, die Umlaufverzögerung, die Mindestdrehzahl und das Anhalten der
Abtriebswelle 16 steuert. Zu diesem Zweck ist die Einheit 12
entweder mit einem ein Ganzes bildenden Bremsscheibenpaket oder
mit einer Hilfsbremse versehen, die beide durch die Einrichtung 76 gesteuert werden können, und die Steuereinrichtung 76 ist
mit einer Steuerung 78 für das Ausmaß der Beschleunigung versehen, mit einer Steuerung 80 zur Steuerung des Ausmaßes der
Verzögerung, mit einer Höchstdrehzahlsteuerung 82, einer Mindestdrehzahlsteuerung
84, einer Ein-Aus-Beschleunigungskommandosteuerung 86 sowie einer Verzögerungskommandosteuerung 88.
Beispielsweise können die Steuerungen für das Ausmaß der Bes chleunigung und Verzögerung zum Betrieb mit einem Integrator
und ersten und zweiten Spannungsquellen verbunden werden. Insbesondere kann der Integrator zum Empfang eines Potentials
positiver Polarität von der ersten Spannungsquelle angeschlossen
werden, um so dieses Potential zu integrieren und dadurch ein zunehmendes Rampensignal auf der Ausgangsleitung 40 der Steuerung
76 zu erzeugen, das eine erwünschte Zunahme in der Drehzahl darstellt. Die zweite Spannungsquelle kann ein Signal mit
einer negativen Polarität auf den Integrator übertragen, so daß auf der Leitung 40 der Steuerung 76 ein abnehmendes Rampensignal
entsteht, das eine gewünschte Abnahme in der Drehzahl darstellt.
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Das Ausmaß der Zunahme oder Abnahme des Rampensignals ist eine
Funktion der Größe der Spannungen von den ersten und zweiten Spannungsquellen und wird durch die Steuerung 78 für das Ausmaß
der Beschleunigung bzw. die Steuerung 80 für das Ausmaß der Verzögerung eingestellt. Die Mindest- und Höchstdrehzahlkreise
sind vorzugsweise Einspannkreise mit veränderlicher Spannung, die auf die Mindest- und HÖchstdrehzahlsteuerungen ansprechen
zur Bildung der Mindest- und Höchstspannungen auf der Ausgangsleitung und daher Mindest- bzw. Höchstspannungsquellen. Die Ausmaße
der Beschleunigung und Verzögerung und die Perioden der Mindest- und Höchstdrehzahl können als eine Funktion des Maschinentaktes
programmiert werden. Beispielsweise wird eine Stanzpresse vorzugsweise während bestimmter Teile ihres Arbeitstaktes
bei niedriger Drehzahl und in anderen Teilen ihres Arbeitstaktes vorzugsweise bei hohen Drehzahlen betrieben. Insbesondere
kann die Steuerung 76 so programmiert werden, daß sie die Antriebswelle der Stanzpresse während eines ersten Abschnitts
des Arbeitstaktes der Presse bei einer Geschwindigkeit entsprechend der Einstellung der Höchstdrehzahlsteuerung 82
dreht. Während eines zweiten Teils des Arbeitstaktes kann die Presse bei einer Geschwindigkeit entsprechend der Einstellung
der Verzögerungssteuerung 80 auf eine Mindestdrehzahl verzögert
werden, die durch die Mindestdrehzahlsteuerung 84 festgelegt wird. Die Presse kann dann bei einer Geschwindigkeit entsprechend
der Einstellung der Beschleunigungssteuerung 80 auf
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die maximale Drehzahl beschleunigt werden, die durch die Steuerung
82 festgelegt ist, und danach kann die Presse zum Stillstand gebracht werden, um den Arbeitstakt .zu beenden. Bei der
vorliegenden Erfindung wird, wie bereits angedeutet, der von dem Betätigungskolben auf die Scheiben aufgebrachte Einspanndruck
in Abhängigkeit von dem Steuerungsausgangssignal auf der Leitung 34 durch das Servoentlastungprentil 20 gesteuert. In
Fig. 3 wird das Servoentlastungsventil 20 auf einen Teil der Antriebseinheit 12 gelagert gezeigt. Im Interesse der Klarheit
und genauen Bezeichnung beziehen sich hier die Bezeichnungen "obere" und "untere" auf das rechte bzw. linke Ende des Ventils
20 bei seiner Ausrichtung in Fig. 3, wobei der Teilabschnitt des mit ihm zusammen gezeigten Gehäuses einen allgemein oberen
waagerecht angeordneten Abschnitt oder Ventillagerteil darstellt, Darüberhinaus bezieht sich die Angabe "innen" und "außen" auf
den geometrischen Mittelpunkt des darin gezeigten Ventils 20.
Allgemein gesagt umfaßt das Servoentlastungsventil 20 einen aus drei Abschnitten bestehenden Gehäuseeinbau 100, eine Klappenplatte 130, die darin eine Hin- und Herbewegung ausführen kann,
sowie eine Solenoidbetätigungsvorrichtung oder eine Spule 140, die auf die Platte 130 eine Kraft übertragen kann. Der Einbau
100 enthält einen unteren Gehäusekörper 101, der zwischen einem Lagerverbindungskörper 102 und einem oberen Gehäusekörper 104
angeordnet ist. In dem oberen Ende der Kammer 104 ist ein Anschlußkasten 106 ausgebildet, der eine Zugangsöffnung 107 auf-
409818/0766 " ia "
weist. Mit einer Oberseite des Körpers 104 ist über eine geeig-
und
nete Dichtungseinrichtung 11O/mehrere mit Abstand angeordnete Bolzen, Schrauben oder dgl. 112 eine Abdeckplatte 108 entfernbar verbunden. Beim Gegenstand der Erfindung sind die elektrischen Leitungen zwischen dem Steuerungsmodul 10 und dem Ventil 20 vorzugsweise in ein geeignetes Leitungsrohr eingekapselt. In dieser Hinsicht weist der Kasten 106 eine oder mehrere Öffnungen 114 zur Aufnahme eines geeigneten Leitungsrohranschlussesstücks (nicht gezeigt) in einer Schraubverbindung aif. In dem Kasten 106 ist ein Wärmeschalter 116 angeordnet und mit einer Innenwand durch geeignete Bolzen, Schrauben od. dgl. 116 verbunden. Der Schalter 116 mißt die Temperatur des durch das Ventil 20 hindurchströmenden hydraulischen Strömungsmittels und ist in Reihenschaltung mit der Solenoidbetätigungseinrichtung 140 und dem Leiter 34 des Steuersystems 10 verbunden. Der Schalter 116 sorgt für eine automatische Abschaltung aufgrund von Wärme, wenn die Strömungsmitteltemperatur eine vorgegebene Größe überschreitet, um dadurch den Einspanndruck auf das Scheibenpaket und das auf die Abtriebswelle 16 übertragene Drehmoment aufzuheben.
nete Dichtungseinrichtung 11O/mehrere mit Abstand angeordnete Bolzen, Schrauben oder dgl. 112 eine Abdeckplatte 108 entfernbar verbunden. Beim Gegenstand der Erfindung sind die elektrischen Leitungen zwischen dem Steuerungsmodul 10 und dem Ventil 20 vorzugsweise in ein geeignetes Leitungsrohr eingekapselt. In dieser Hinsicht weist der Kasten 106 eine oder mehrere Öffnungen 114 zur Aufnahme eines geeigneten Leitungsrohranschlussesstücks (nicht gezeigt) in einer Schraubverbindung aif. In dem Kasten 106 ist ein Wärmeschalter 116 angeordnet und mit einer Innenwand durch geeignete Bolzen, Schrauben od. dgl. 116 verbunden. Der Schalter 116 mißt die Temperatur des durch das Ventil 20 hindurchströmenden hydraulischen Strömungsmittels und ist in Reihenschaltung mit der Solenoidbetätigungseinrichtung 140 und dem Leiter 34 des Steuersystems 10 verbunden. Der Schalter 116 sorgt für eine automatische Abschaltung aufgrund von Wärme, wenn die Strömungsmitteltemperatur eine vorgegebene Größe überschreitet, um dadurch den Einspanndruck auf das Scheibenpaket und das auf die Abtriebswelle 16 übertragene Drehmoment aufzuheben.
Das Ventil 20 befindet sich in Strömungsmittelverbindung mit der Förderseite der Pumpe 20 über die Leitung 18a (Fig. 1), die
an einen mit Gewinde versehenen Endabschnitt 122 eines von zwei
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Strömungsmittelkanälen 120 und I24angeschloa9aiist. Die Kanäle
120 und 124 sind im rechten Winkel zueinander kreuzweise ausgerichtet, und die verbleibenden äußeren Endabschnitte 122
sind durch mit Gewinde versehene Stöpsel (ebenfalls nicht gezeigt) geschlossen. Der Körper 104 enthält außerdem einen nach
unten verlaufenden zylindrisch ausgebildeten Abschnitt 126 mit einer flachen ringförmig ausgebildeten Oberfläche 132 an einem
unteren Ende und einem koaxial verlaufenden Kanal 126, dessen oberes Ende die Kanäle 120 und 124 in der Mitte übeiachneidet.
An einer äußeren Umfangsflache des Abschnitts 126 wird ein
rohrförmig ausgebildetes elektrisches Isolierelement 134 mit einem radial nach außen verlaufenden Flanschabschnitt 136
augenommen, wobei der Flansch I36 gegen eine radial verlaufende
Schulter 138 anliegt. Die Solenoidbetätigungseinrichtung oder Spule 140 liegt auf einer äußeren Umfangsflache des Isolierelements
134, und zwei ihrer elektrischen Leitungen 142
sind in einem Kanal 143 angeordnet und mit dem Wärmeschalter 116 verbunfen.
Das untere Ende der Spule 140 wird von einem radial nach innen verlaufenden Flanschabschnitt 146 des Körpers 101 getragen,
wobei der Abschnitt 146 eine mittig angeordnete innere Öffnung 141 besitzt, die von dem unteren Ende des Abschnitts 146 des
Körpers 104 erfaßt wird. Zwischen dem Abschnitt 146 und der Spule 140 ist eine ringförmig ausgebildete Isolierscheibe 144
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angeordnet. Die Spule 140 ist durch einen O-Ring 148, der auf
einer geneigten ringförmig ausgebildeten Oberfläche 149 in der Nähe der Öffnung 141 liegt, sowie eine auf dem Abschnitt 126
gebildete radial verlaufende Schulter gegenüber Strömungsmittel abgedichtet. Der O-Ring 148 wird infolge des Zusammenbaus der
Körper 101 und 104 dazwischen zusammengedrückt, wobei der Körper 101 mit einem oberen Endabschnitt in einer komplementär
ausgebildeten Schulter 152 des Körpers 104 liegt und durch mehrere mit Umfangsabstand angeordnete Bolzen, Schrauben oder
dgl. 154, die sich ebenso durch den Körper 102 hindurcherstrecken,
mit ihr verbunden ist.
Die Klappenplatte 130 enthält eine mittig angeordnete Lüftungsöffnung
156 und wird durch eine in dem Kanal 128 angeordnete
Schraubenfeder 158 in eine allgemein geöffnete Lage relativ zu der Oberfläche 132 beaufschlagt. Das obere Ende der Feder
158 ist in einer becherförmigen Ausnehmung untergebracht, die
durch einen oberen Vorsprung des Kanals 128 gebildet wird, und das untere Ende stößt gegen die Oberseite der Platte 130 an.
Die Platte 130 besitzt einen nach unten verlaufenden zylindrisch ausgebildeten Abschnitt 161, der gleitend in einer erweiterten
Gegenbohrung 170 eines nach oben ragenden Plattensitzabschnitts 171 angeordnet isto Die äußere Umfangsflache
des Abschnitts 171 bildet mit der Innenumfangsflache des
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Körpers 101 einen ringförmig ausgebildeten Strömungsmittelkanal 173. Der Kanal 173 nimmt das zwischen der Platte 130
und der flachen Oberfläche 132 übertragene hydraulische Strömungsmittel auf und überträgt das Strömungsmittel auf eine
Innenbohrung 174 des/Terbinders 176, und zwar über eine Anzahl
radial verlaufender Öffnungen 172, die in der Seitenwand des Abschnitts 171 gebildet sind.
Der Körper 102 ist mit dem Antrieb 12 veränderlicher Drehzahl verbindbar, und zwar mittels Gewinde auf der Unterseite eines
rohrförmigen Abschnitts 176 derselben. Der Körper 102 enthält auch einen radial nach atfen ragenden Flanschabschnitt 178, der
über einen geeigneten O-Ring oder einen Dichtungskörper 180 mittels geeigneter Bolzen, Schrauben oder dgl. 182 mit dem unteren
Ende des Körpers 101 verbunden ist. Die Bolzen 182 sind mit Umfangsabstand im Wechsel mit den Bolzen 154 angeordnet und gestatten
eine getrennte Entfernung des Endgehäusekörpers 104 zur Untersuchung der Klappenplatte 130, ohne dabei die Installation
des Lagerverbinderkörpers 102 und des Gehäusekörpers 100 zu stören. Ein Rohrnippel oder eine Rohrleitung, die allgemein bei 24 angedeutet ist, ist gemäß Fig. 1 dichtend mit
dem Innenumfang der Bohrung 174 in Eingriff und über den 0-Ringkörper 184 gegenüber Strömungsmittel abgedichtet, so daß
ein Strömungsmittelpfad für die Übertragung von hydraulischem
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Strömungsmittel von dem Ventil 20 auf das Scheibenpaket der Antriebseinheit 12 gebildet wird.
Im Betrieb fördert die Pumpe 22 hydraulisches Strömungsmittel unmittelbar zum Betätigungskolben über die Durchflußleitung
18 und die Zweigleitung 18a, die an einen der Abschnitte angeschlossen ist. Der Druck in der Leitung 18 wird dirch die
von der Spule Τ4θ auf die Klappenplatte 130 übertragene Kraft
beöbimmt, welche sie gegen die flache Oberfläche 132 drückt.
Es sei angenommen, daß zu Beginn die elektronische Einrichtung kein Ausgangssignal gibt; dann ist die Klappenplatte 130 in
eine Offenstellung mit Bezug auf die flache Oberfläche 132 beaufschlagt, was zur Folge hat, daß auf die Scheiben und
Platten kein Einspanndruck ausgeübt wird. In Abhängigkeit von einem Ausgangssignal wird jedoch die Klappenplatte 130 in
Richtung auf die flache Oberfläche 132 gedrückt und so eine veränderliche Einschnürung gegenüber dem Strömungsmittelfluß
in dem Kanal 126 gemäß der Größe des Kraftfeldes der Spule 140 im Sinne einer Erhöhung des Druckes aufströmseitig der
Platte 130 gebildet. Dieser erhöhte Druck wird auf den Betätigungskolbeji
der Einheit 12 aufgebracht, um auf die Scheiben und Platten eine Einspannkraft und dadurch zwischen der
Antriebswelle 14 und der Abtriebswelle 16 ein Drehmoment zu übertragen. Eine Zunahme in dem Kraftfeld der Spule 142 in
Abhängigkeit von einer Erhöhung in der Größe des Ausgangssignals erhöht den Einspanndruck und führt zu einer Erhöhung des
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auf die Abtriebswelle wirksamen Drehmoments. Dementsprechend hat eine Verringerung der Größe des Steuersignals die umgekehrte
Wirkung. Es sei darauf hingewiesen, daß der Betätigungskolben der Antriebseinheit 12 in dem oben beschriebenen System
allgemein einem blinden Rohrabschnitt analog ist, da kein Durchfluß an ihm stattfindet. Es ist darüber hinaus ersichtlich, daß der gesamte Ausgang der Pumpe 22 an dem Strömungsmittelkanal
128 und zwischen der Klappenplatte 130 und der
flachen Obaflache 132 übertragen wird, mit Ausnahme eines
sehr geringen Strömungsmittelvolumens, das über die Lüftungsöffnung 156 übertragen wird. Infolge der Tatsache, daß das
hydraulische Strömungsmittel ständig über die flache Oberfläche strömt, ist eine Selbstreinigungswirkung gegeben, die das Ventil
20 gegenüber Schmutz sehr unempfindlich macht. Da außerdem das Ventil 20 ein Entlastungsventil ist, sind keine zusätzlichen
Entlastungs- oder andere Überdruck- und Schutzvorrichtungen erforderlich.
Wie oben angedeutet,"wird das gesamte Volumen des von der
Pumpe 22 geförderten "hydraulischen Strömungsmittels an dem
Kanal 128 des Ventils 20 übertragen, um eine Viskositätsscherung aufrechtzuerhalten und auch die durch Wärme erzeugte
Reibung zu übertragen. Bei solchen Verwendungsarten für Antriebseinheiten
veränderlicher Drehzahl, wo das für die Wärme-
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übertragung benötigte Volumen hydraulischen Strömungsmittels die Kapazität des Ventils 20 überschreitet, kann das Ventil
20 als Vorbelastungseinrichtung zur Steuerung eines hydraulisch
betätigten Entlastungsventils mit erhöhter volumetrischer
Kapazität verwendet werden. Fig. 4 zeigt ein leicht abgewandeltes Servoentlastungsventil 20', das wirksam mit dem
rechten Ende eines hydraulisch betätigten Entlastungsventils 200 verbunden ist. Im Interesse der Klarheit werden identische
Bestandteile, Körper und Elemente mit demselben Bezugszeichen bezeichnet, das auch in Verbindung mit Fig. 3 benutzt wurde,
jedoch unter Zusatz eines Striches. In dem Ventil 20· ist an die Stelle des Lagerverbinderkörpers 102 eine untere Abdeckplatte
202 getreten, die in identischer Weise durch mit Umfangsabstand angeordnete Sätze von Bolzen, Schrauben oder
dgl. 182· und 1541 an dem Körper 101 befestigt und gegenüber
Strömungsmittel durch die Scheibe 180· abgedichtet ist. In der Ausführungsform nach Fig. 4 wird jedoch der Förderfluß
über einen in einer Seitenwand des Körpers 101' gebildeten
geeigneten Strömungsmittelkanal 204 auf das Ventil 200 übertragen. Das Ventil 20» ist über eine 0-Ringdichtung 208 und
geeignete Bolzen, Schrauben oder dgl. 206 dichtend mit dem rechten Ende des Ventils 200 verbunden. Dementsprechend ist
das Ventil 200 mittels mehrerer Bolzen, Schrauben oder dgl. 210 auf der Antriebseinheit 12 veränderlicher Drehzahl ge-.
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lagert. In Verbindung hiermit sei verwiesen auf die gleichlaufende
Patentanmeldung von Gordon M. Sommer, auf die bereits Bezug genommen wurde und die damit einen Teil dieser Anmeldung
bildet. Diese Anmeldung zeigt in Form eines Beispiels eine bevorzugte Lageranordnung für das Ventil 200 mit Bezug auf
die Antriebseinheit 12.
Allgemein gesagt, besteht das Ventil 200 aus einem Gehäusekörper
212 mit einer mit dem Steuerventil 20' verbundenen Endfläche, einem Endgehäuse 214, das einen zylindrischen Kanal
216 aufweist und mit einer gegenüberliegenden Fläche des Körpers 212 verbunden ist, einen federbelasteten Kolben 226, der
in dem Kanal 216 angeordnet und durch das Ventil 20' hydraulisch
betätigt wird, um den auf den Betätigungskolben der Antriebseinheit 12 übertragenen Druck zu steuern. Der Körper
212 enthält einen seitwärts verlaufenden Kanal 220 mit Gewindeabschnitten an seinen gegenüberliegenden äußeren Enden.
Einer der Gewindeabschnitte ist an eine Quelle unter Druck stehenden Strömungsmittels, beispielsweise die Pumpe 22, angeschlossen,
und zwar über eine geeignete Rohrleitung oder Rohrführung (nicht gezeigt), während das andere Gewindeende durch
einen mit Gew«-inde versehenen Stöpsel (nicht gezeigt) verschlossen
ist. Der Kanal 220 befindet sich in Strömungsmittelverbindung sowohl mit dem Betätigungskolben der Antriebseinheit
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12 über einen nach unten verlaufenden Strönungsmittelkanal 222
als auch mit einer Endfläche des Kolbenkörpers 226, und zwar über einen Kanal 224. Am linken Enfe des Kanals 224 ist ein
ringförmig ausgebildeter Kolbensitz 230 ausgebildet und der Enflache des Kolbens 226 zugewendet, um eine veränderliche Einschnürung
mit ihm zu bilden, deren Zweck im Anschluß hieran zu erläutern ist. Der Körper 212 enthält auch eine erweiterte
zylindrisch ausgebildete Ausnehmung 228, welche koaxial zu dem Kanal 224 und dem Kolbensitz 230 liegt und sich in Strömungsmittelverbindung
mit dem Hoheitenpaket befindet, und zwar
über zwei senkrecht voneinander auf Abstand gehaltene Kanäle 232 bzw. 234 und einen nach unten verlaufenden Strömungsmittelkanal
230. Der Kanal 230 befindet sich auch in Strömungsmittelverbindung
mit den Strömungsmittelkanälen 204 des Servoentla-
stungsventils 20f, und zwar über einen Strömungsmittelkanal 236.
OAe
beiden senkrecht verlaufenden Kanälen 222 und 230 sind relativ zu der Antriebseinheit 12 mittels O-Ringdichtungen 238 bzw. 240 gegenüber Strömungsmittel abgedichtet.
beiden senkrecht verlaufenden Kanälen 222 und 230 sind relativ zu der Antriebseinheit 12 mittels O-Ringdichtungen 238 bzw. 240 gegenüber Strömungsmittel abgedichtet.
Der Kolbenkörper 226 ist allgemein becherförmig ausgebildet und enthält einen rohrförmigen Randabschnitt 242, der sich vom
Außenumfang eines Endabschnitts 244 erstreckt. Das innere oder rechte Ende des Abschnitts 244 enthält eine zylindrisch ausgebildete
Ausnehmung 246, welche ein Ende einer Schraubenfeder 248
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- 27 - .
lagert, deren gegenüberliegendes Ende in einer auf einer Innenseite
der Deckplatte 218 gebildeten kreisförmigen Ausnehmung 250 liegt. Die Feder 248 bewirkt eine Beaufschlagung des Kolbenkörpers
226 nach rechts gegen den ringförmigen Sitz 230, um auf den Betätigungskolben einen vorgegebenen Druck auszuüben,
was ebenso im Anschluß hieran zu erläutern ist. Das Innere des Randabschnitts 242 befindet sich in Strömungsmittelverbindung
mit dem Strömungsmitteleinlaßkanal 220 über eine Lüftung* öffnung 252, und der äußere Umfang des Kolbens 226 ist relativ
zu dem Kanal 216 durch eine Anzahl mit axialem Abstand angeordneter
und sich auf dem Umfang erstreckender Nuten 254 gegenüber
Strömungsmittel abgedichtet; die Nuten 254 bilden dafür einen Labyrinthdichtungsabschnitt. Das untere Ende des Randabschnitts
242 enthält eine Anzahl mit Umfangsabstand angeordneter Öffnungen 256 zur Herbeiführung unter Druck stehenden Strömungsmittels
vom Inneren des Randabschnitts 242 zu einer allgemein erweiterten relativ flachen Ausnehmung 258, die außerdem
eine geeignete Zwischenlegscheibe 260 zur Abdichtung des Gehäuses 214 und der Abdeckplatte 218 gegenüber Strömungsmittel
trägt. Die Abdeckplatte 218 und die Körper 212 und 214 sind über eine Anzahl geeigneter Bolzen, Schrauben oder dgl. 262
miteinander verbunden, und die Körper 214 und 212 sind über
eine Zwischenlegscheibe 264 gegenüber Strömungsmittel abgedichtet. Das in der Ausnehmung 258 befindliche hydraulische Strö-
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mungsmittel befindet sich in StrömungsmittelverMndung mit
dem Einlaßkanal 124 des Servoentlastungsventils 20' über in
dem Körper 214 gebildete Strömungsmittelkanäle 262 und 264 und eine Leitungsführungsanordnung bestehend aus Leitungsanschlußstücken
266 und 270 und einem Leitungsrohr 268.
Allgemein gesagt, wird das Ventil 200 durch das Ventil 20'
aufgrund der Vorbelastung des Kolbenkörpers 244 in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal der Steuereinrichtung auf Leitung
34 gesteuert, so daß der Körper 244 als veränderliche Einschnürung
in der Durchflußleitung 18 zwischen der Pumpe 22 und dem Betätigungskolben der Antriebseinheit 12 arbeiten kann. Es sei
angenommen, daß zunächst der Betätigungskolben, der den Einspanndruck auf das Scheibenpaket ausübt, in eine Nichteinspannstellung
beaufschlagt ist, und zwar über eine Anzahl Rückholfedern, die auf eine Seite des Betätigungskolbens einwirken
und durch die Einheit 12 gelagert werden. Die gegenüberliegende Seite des Betätigungskolbens befindet sich in Strömungsmittelverbindung
mit der Vorderseite der Pumpe 22 über die Kanäle 220 und 222 des Ventils 200. Wenn von der elektronischen Einrichtung
her kein Steuersignal vorhanden ist, wird gegen den Betätigungskolben ein vorgegebener Strömungsmitteldruck aufrechterhalten,
um entgegen den Rückholfedern eine Kraft geringerer Größe vorzusehen. In dem Ventil 200 bildet die gegen
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die
den Kolbenkörper 216 ausgeübte Federkraft/vorgegebene Druckhöhe.
Es ist zu beachten, daß der Kolben 226 durch die Schraubenfeder 248 in eine geschlossene Stellung relativ zu dem Kolben
230 beaufschlagt ist. Durch die Vorwahl der Federkraft wird in den Kanälen 220, 222 und 224 und dementsprechend entgegen
dem Betätigungskolben der Antriebseinheit 12 ein vorgegebener
Druck aufrechterhalten. Es ist auch zu beachten, daß durch die Lüftungsöffnung 252 übertragenes Strömungsmittel aufgrund
der Tatsache, daß die Klappenplatte 130 (siehe Fig. 3)
in Abwesenheit eines Steuersignals relativ zu der flachen Oberfläche
offen ist, durch das Ventil 20' gefördert wird. In Abhängigkeit von einem Steuersignal auf der Leitung 34 wird jedoch
die Klappenplatte 130 durch die von der Spule 140 gebildete elektromagnetische Kraft in Richtung auf die Oberfläche
132 gezogen, um den Druck in dem Kanal 128 und dementsprechend
den Druck auf der linken Seite des Kolbenkörpers 226 zu erhöhen, Dementsprechend verstärkt eine Druckzunahme auf der linken
Seite des Kolbenkörpers 226 die Federkraft, um den Druck auf der rechten Seite des Körpers 226 zu erhöhen und dadurch
eine größere Kraft auf den Betätigungskolben zur Erfassung des Scheibenpakets im Klemmeingriff auszuüben. Da der Druck
auf der linken Seite des Kolbenürpers durch das Ventil 20'
in Abhängigkeit von dem Steuersignal bestimmt wird, wird der Betrieb des Ventils 200 durch den Betrieb des Ventils 20·
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diktiert. Infolge der vergrößerten volumetrisehen Kapazität
des Ventils 200 relativ zu dem Ventil 20' kann der Einheit 12
ein bedeutend größeres Volumen an hydraulischem Strömungsmittel zum Kühlen des Scheibenpakets zugeführt werden.
In den gleichlaufenden Anmeldungen beschriebene Antrieb'seinheiten
veränderlicher Drehzahl werden auch in Anwendungsfällen mit einer angetriebenen Anlage bei derselben Drehzahl
wie der Motor benutzt. Jedoch treten bei der Beschleunigung
der Anlage von einem allgemein stationären Zusfand auf die Winkelgeschwindigkeit der Antriebseinheit konstanter Drehzahl
Schwierigkeiten auf. In Anwendungsfällen, bei denen eine hohe stabische Reibung vorhanden ist, wo ein hohes Drehmoment erforderlich
ist, um die Anlage zunächst in Bewegung zu setzen, wie es beispielsweise bei großen Förderanlagen der Fall ist,
wird die Steueranlage 10 mit dem Beschleunigungsmotor und den Ventilen 20' und 200 benutzt, da der Beschleunigungsmodul
eine Drehzahlsignalrampe als Funktion der Zeit bildet. Das Drehmoment der Einheit veränderlicher Drehzahl ist beim ersten
Anlassen sehr hoch und wird dann automatisch vermindert, um die angetriebene Maschine auf die volle Motordrehzahl zu beschleunigen.
Andere Anlagenerten, wie beispielsweise Kugel- und Stabmühlen, Hammermühlen, Ventilatoren, Pumpen und dgl. verlangen
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im allgemeinen keine derartig hohen Anfangsdrehmomente relativ zu dem erforderlichen Beschleunigungsdrehmoment, und es kann
eine glatte Beschleunigung durch Programmierung des Beschleunigungsdrehmoments
als eine Funktion der Zeit erreicht werden. Für derartige Anwendungsfälle können das Steuersystem 10 und
die Ventile 20 oder 20· und 200 durch eine Kombination aus
Entlastungs- und Beschleunigungsventil ersetzt werden.
Fig. 5 zeigt eine Kombination aus Entlastungs- und Beschleunigungsventil
gemäß der Erfindung, das allgemein bei 280 bezeichnet ist. Das Ventil 280 besteht allgemein aus einem Hauptgehäuse
282 und einem Endgehäuse 284. Das Endgehäuse 284 ist allgemein zylindrisch ausgebildet und enthält eine radial verlaufende
Endwand 286 mit einer mittig angeordneten mit Gew-inde versehenen Bohrung 287, die das mit Gewinde versehene Anschlußende
eines Anschlußstücks 350 einer Strömungsmittelleitungsführung aufnehmen kann. Das innere Ende der Bohrung 287 weist
eine diametral erweiterte Gegenbohrung 289 auf, die einer äußeren Endfläche eines Kolbenkörpers 302 zugewendet ist. Der Körper
284 enthält außerdem einen rohrförmig ausgebildeten Randabschnitt 288, der sich vom Außenumfang der Wand 286 nach links
in Fig. 5 erstreckt. Am linken Ende des Abschnitts 288 ist ein radial erweiterter Flansch 290 angeordnet und bildet eine ringförmig
ausgebildete Schulter 291, welche in Zusammenwirkung
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das rechte Ende des Hauptgehäuses 282 aufnehmen kann. Die Körper 282 und 284 sind über eine Zwischenlegscheibe 292 und
einen Satz in Umfangsabstand angeordneter Bolzen, Schrauben oder dgl. (nicht gezeigt) miteinander verbunden. Der Kolbenkörper
302 weist einen radial erweiterten Flanschabschnitt 308 auf, der gleitend in einem durch den Innenumfang des Körpers
284 gebildeten Zylinder 295 angeordnet ist. In dem Außenumfang des Abschnitts 308 ist ein O-Ring 310 angeordnet und dichtet
die gegenübaiiegenden axialen Enden des Körpers 302 gegenüber Strömungsmittel ab. Der Kolben 302 wird durch eine Schraubenfeder
306 zum rechten Ende des Zylinders 295 hin beaufschlagt,
die mit einem Endabschnitt in einer zylindrische geformten Ausnehmung 304 am rechten Ende des Körpers 302 liegt, und deren
gegenüberliegender Endabschnitt auf einer Erhöhung 318 führend
gelagert ist. Die Erhöhung steht von einem radial erweiterten Ventilabschnitt 316 eines Tauchkolbenkörpers 314· nach außen vor.
Sowie der Kolben 3o2 nach linka gedrückt wird, was im Anschluß
hieran zu baschreiben ist, erzeugt die Feder eine Beaufschlagung auf dem Kolben 314, welche die Neigung hat, den Strömungsmittelkanal
328 zu schließen. Eine Strömungsmittelverbindung zwischen dem Innenumfang und dem Außenumfang nach links von dem Flansch
308 wird durch eine Anzahl auf dem Umfang auf Abstand gehaltener Schlitze 312 aufrechterhalten, die am linken Ende des
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Körpers 3Q2 angeordnet sind.
Das rechte Ende des Zylinders 295 enthält eine mit Gewinde
versehene Bohrung 294, die über eine Leitung 296 mit einem Solenoidventil 298 verbunden ist, wobei die Auslaßseite des
Ventils 298 vorzugsweise an ein geeignetes Strömungsmittelreservoir
angeschlossen ist, das mit der Saugseite der Pumpe 22 in Strömungsmittelverbindung steht. Das Solenoidventil
298 ist normalerweise offen und schließt in Abhängigkeit von einem "Start"-Befehlssignal für die Antriebseinheit 12, was
im Anschluß hieran in Verbindung mit dem Betrieb des Ventils 280 und der Antriebseinheit 12 beschrieben wird.
Der Gehäusekörper 282 enthält einen seitwärts verlaufenden Einlaßkanal 340 mit mit Gewinde versehenen äußeren Endabschnitten
(nicht gezeigt). Einer dieser Endabschnitte ist an die Förderseite der Pumpe 22 angeschlossen, und der gegenüberliegende
Endabschnitt kann in geeigneter Weise durch einen mit Gewinde versehenen Stöpsel verschlossen werden.
Der Einlaßkanal 340 befindet sich in Strömungsmittelverbindung mit dem rechten Ende des Zylinders 295 durch einen nach
oben verlaufenden Strömungsmittelkanal 336, einen mit Gewinde versehenen Krümmer 344, ein Nadelventil 342 und einen Rohr-
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leitungsabschnitt sowie Rohrleitungsanschlußstücke 348 bzw.
346. Das Nadelventil 342 bildet eine einstellbare veränderliche Einschnürung, welche das Ausmaß der hydraulischen
Unt er drucks et zung oder Belastung des rechten Endes des Zylinders
295 bestimmt, und dementsprechend das Ausmaß der Bewegung des Kolbens 302 nach links entgegen der Beaufschlagung
der Feder 306.
Der Einlaßkanal 340 steht auch in Strömungsmittelverbindung
mit dem Betätigungskolben der Antriebseinheit 12, und zwar
über eineinach unten verlaufenden Kanal 334, welcher an
seinem unteren Ende relativ zu der Lagerfläche der Einheit 12 durch einen O-Ring 335 abgedichtet ist. Der mittlere,
in Längsrichtung verlaufende Kanal 328 steht ebenso in Strömungsmittelverbindung
mit den Kanälen 340, 334 und 336, und sein rechtes Ende bildet eine geneigte ringförmig ausgebildete
Oberfläche 317, die einen Ventilsitz für eine komplementär
geschrägte Oberfläche auf dem gegenüberliegenden Ende des Ventilabschnitts 316 darstellt. Der erweiterte zylindrische
Kanal 326 liegt in dem rechten Ende des Körpers 282 koaxial zu dem Tauchkolben 314 und dem Kanal 328 und befindet
sich in Strömungsmittelverbindung mit dem Scheibenpaket der Antriebseinheit 12 über einen nach unten verlaufenden
Kanal 327. Das untere äußere Ende des Kanals 327 ist ebenso relativ zu der Lagerfläche der Antriebseinheit 12 durch
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einen O-Ring 329 gegenüber Strömungsmittel abgedichtet. Das
linke Ende des Körpers 282 enthält auch eine erweiterte zylindrisch ausgebildete Ausnehmung 330 mit einem Kanal 331
zwischen ihrer Innenwand und dem Kanal 328. Ein Kolbenabschnitt 315 des Tauchkolbens 314 ist gleitend darin angeordnet
und durch eine relativ schwache Feder 324 nach links beaufschlagt, um das Ventil 316 auf seinen Sitz zu bringen. Die
Feder 324 ist koaxial um den Stößel 315 herum angeordnet und
stößt mit ihrem ersten Ende gegen die Innenseite der Ausnehmung 330 an und ist an ihrem gegenüberliegenden Ende durch
eine Zwischenlegscheibe 318 und einen mit Gewinde versehenen Befestiger 320 darauf gehalten. Das äußere Ende der Ausnehmung
330 wird durch eine Abdeckplatte 331 geschlossen und ist lösbar mit der linken Außenseite des Körpers 282 verbunden, und
zwar mittels einer Dichtung 333 und eines Satzes geeigneter Bolzen, Schrauben oder dgl. (nicht gezeigt). Um einen Leckfluß
an hydraulischem Strömungsmittel zwischen dem Stößelabschnitt 315 und dem Kanal 331 vorzusehen, verbindet ein Strömungsmittelkanal
332 die Ausnehmung 330 mit der Ausnehmung 326,
Die Funktion der Feder 324 ist es normalerweise, den erweiterten Ventilabschnitt 316 des Tauchkolbens 314 in einer geschlossenen
Stellung relativ zu dem Kanal 340 zum Aufsitzen zu bringen, um eine anfängliche Vorbelastung des Betätigungskolbens im Gegensatz zu der Anzahl Betätigungskolbenfedern zu
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erwirken, die den Betätigungskolben in eine "bruchsichere"
(failsafe) oder ausgekuppelte Stellung beaufschlagen. In dieser Hinsicht ist die Funktion analog zu der Feder 248, die
oben in Verbindung mit dem in Fig. 4 gezeigten hydraulisch betätigten Ventils 200 beschrieben wurde.
Es sei angenommen, daß im Betrieb der Binlaßkanal 340 des
Ventils 280 an eine Quelle unter Druck stehenden Strömungsmittels, beispielsweise die Pumpe 22 angeschlossen und das
Nadelventil 342 auf eine vorgegebene Drosselstellung voreingestellt
ist. Infclge der Beaufschlagung der Feder 324, die auf den Suchkolben 314 einwirkt, wird der Betätigungskolben
der Antriebseinheit 12 anfänglich unter Druck gesetzt, um die Beaufschlagung der Betätigungskolbenfedern teilweise zu
überwinden. Anschließend wird die volumetrische Fördermenge von der Pumpe 22 an dem Ventilabschnitt 316 und dem Ventilsitz
317 über den Kanal 327 auf das Scheibenpaket übertragen. Gleichzeitig wird das in den Kanal 336 eintretende unter Druck
stehende hydraulische Strömungsmittel an dem Nadelventil zum rechten Ende des Zylinders 295 hin übertragen, wo das
Strömungsmittel über das normalerweise offene Solenoidventil 298 zum Strömungsmxttelreservoir hin entlassen wird. Wenn es
erwünscht ist, die Antriebseinrichtung mit der Last hohen Beharrungsvermögens zum Antrieb zu verbinden, dann wird das
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Solenoidventil 298 über Betätigung eines "Start"-Schalters geschlossen.
Das nun in den Einlaßkanal 336 eintretende hydraulische
Strömungsmittel wird an dem Nadelventil 342 gedrosselt,
um den Kolbenkörper 302 gegen die Beaufschlagung der Feder 306
nach links zu drücken, wobei die Belastung je Zeiteinheit bestimmt wird durch das Ausmaß der Drosselung des Nadelventils
342. Wenn der Kolbenkörper 3OZ zum Anschlag kommt, d. h. wenn
das linke ringförmige Ende desselben die linke Wand der Ausnehmung 326 berührt, dann wird auf dem Betätigungskolben ein
ausreichender Druck aufrechterhalten, um die Scheiben und Platten zu verriegeln und dadurch die Last hohen Beharrungsvermögens
mit dem Antriebsmotor zum Antrieb zu verbinden. Falls es erwünscht ist, die Beschleunigung - wie im vorhergehenden
beschrieben - zu erhöhen oder zu vermindern, so läßt sich diese Aufeinanderfolge leicht erreichen duch Erhöhen oder Vermindern
der Drosselung des Nadelventils 342. Es ist somit ersichtlich, daß infolge der Kombination aus Entlastungs- und Beschleunigungsventil
ein Steuerkreis oder andere hilfsweise elektronische Einrichtungen
nicht erforderlich sind, wenn es lediglich erwünscht ist, eine Last hohen Beharrungsvermögens zu erfassen, die in
der Lage ist, mit der konstanten Drehzahl des Antriebsmittels umzulaufen.
Während es auf der Hand liegt, daß die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, wie sie offenbart wurden, sehr wohl in
409818/0766 " 38 "
der Lage sind, die oben erwähnte Erfindungsaufgabe zu erfüllen, sei doch darauf hingewiesen, daß die Erfindung abgewandelt werden
kann, ohne von dem eigentlichen Bereich oder der Bedeutung der beigefügten Ansprüche abzuweichen.
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40981 8/0766
Claims (38)
1.!Einrichtung zur Einstellung der Drehzahl eines umlaufenden
Körpers zur Annäherung an eine gewünschte Drehzahl, gekennzeichnet
durch eine mit dem Körper verbundene Meßeinrichtung zur Bildung einer Impulsreihe der Meßeinrichtung, innerhalb
derer jeder Impuls darstellend ist für. eine vorgegebene Zunahme der Drehbewegung des Körpers, Verzögerungseinrichtungen,
die die Impulsreihe der Meßeinrichtung empfangen und eine Reihe von Ausgangsimpulsen der Verzögerungseinrichtungen
bilden, von denen jeder zu einem von der Meßeinrichtung empfangenen Impuls in Beziehung steht und relativ zu diesem
Bezugsimpuls um eine vorgegebene Zeitdauer verzögert ist, die darstellend ist für die gewünschte Drehzahl des umlaufenden
Körpers, Vergleichseinrichtungen zur Aufnahme der Impulsmhe
der Meßeinrichtung und der Impulsreihe der Verzögerungseinrichtung zur Bildung eines Ausgangssignals, welches darstellend
ist für das Zeitintervall zwischen dem Empfang entsprechender Paare dieser Impulse der Impulsreihe der Verzögerungseinrichtung
und der Impulsreihe der Meßeinrichtung, wobei jedes der entsprechenden Paare Impulse der Impulsreihe
von der Verzögerungseinrichtung und der Impulsreihe von der Meßeinrichtung einen Impuls der Impulsreihe der Vazögerungseinrichtung
und einen Impuls der Impulsreihe der Meßeinrichtung einschließen, der dem Bezugsimpuls folgt, sowie Dreh-
409818/0766 - 40 -
zahlsteuereinrichtungen, die mit dem drehbaren Körper verbunden
sind, um das Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung zu empfangen und die Drehzahl des drehbaren Körpers gemäß
dem Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung zu steuern und
eine Annäherung der Drehzahl des drehbaren Körpers an die gewünschte Drehzahl zu verursachen.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
entsprechenden Paare von Impulsen jeweils einen der Impulsreihe der Verzögerungseinrichtung und einen der Impulsreihe
der Meßeinrichtung umfassen, welcher dem Bezugsimpuls zunächst folgt.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinrichtung jeden Impuls der Impulsreihe
von der Meßeinrichtung um ein Zeitintervall verzögert, das gleich ist dem Zeitintervall zwischen aufeinanderfolgenden
Impulsen der Impulsreihe von der Meßeinrichtung, wenn die Drehzahl des drehbaren Körpers sich auf dem gewünschten
Drehzahlwert befindet.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichseinrichtung eine Impulsreihe bildet, bei der
jeder der Impulse der Impulsreihe von der Vergleichseinrichtung darstellend ist für das Zeitintervall zwischen
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dem Empfang der Impulse von einem der entsprechenden Impulspaare.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Impulse der Impulsreihe von der Vergleichseinrichtung
darstellend ist dafür, welcher Impuls von den
Impulsen des einen entsprechenden Paares zuerst empfangen wurde.
Impulsen des einen entsprechenden Paares zuerst empfangen wurde.
6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Impuls der Impulsreihe der Vergleichseinrichtung
eine Zeitdauer hat, die darstellend ist für das Zeitintervall zwischen dem Empfang der Impulse des einen entsprechenden Impulspaares.
eine Zeitdauer hat, die darstellend ist für das Zeitintervall zwischen dem Empfang der Impulse des einen entsprechenden Impulspaares.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Impuls des Impulszuges von der Vergleichseinrichtung
entweder eine Polarität hat, die anzeigt, daß der Impuls der Impulsreihe der Verzögerungseinrichtung des entsprechenden
Paares vor dem Impuls der Impulsreihe der Meßeinrichtung des entsprechenden Paares von der Vergleichseinrichtung
empfangen wurde, oder eine entgegengesetzte Polarität hat, welche darstellt, daß der Impuls der Impulsreihe der Verzögerungseinrichtung des entsprechenden Paares
nach dem Impuls der Impulsreihe der Meßeinrichtung des ent-
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sprechenden Paares empfangen wurde.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Integriereinrichtung, die die Ausgangsimpulse der Vergleichseinrichtung
empfängt, um ein Signal zu bilden, welches darstellend ist für die Summe der Ausgangsimpulse
der Vergleichseinrichtung der einen Polarität minus der
Summe der Ausgangsimpulse der Vergleichseinrichtung von der entgegengesetzten Polarität.
9. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinrichtung eine digitale Verzögerungseinrichtung
ist.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die digitale Verzögerungseinrichtung ein Schieberegister
mit einer vorgegebenen Anzahl von Stufen ist, welche die Vergleichsimpulse durch jede der Stufen bei einer vorgegebenen
Geschwindigkeit hindurchbewegt, wodurch der Bezugsimpuls
in der vorgegebenen Zeitdauer durch das Schieberegister übertragen wird, um den verzögerten Impuls zu erzeugen.
11. Einrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch einen
- 43 -
409818/0768
Taktgeber, der wirksam mit dem Schieberegister verbunden ist, um Taktschritte auf das Schieberegister zu übertragen,
wobei das Schieberegister so eingerichtet ist, daß jeder Taktschritt den Bezugsimpuls veranlaßt, eine Stufe des
Schieberegisters zu übertragen, wodurch eine vorgegebene Anzahl von Taktschritten gleich der vorgegebenen Anzahl
von Stufen die Übertragung des Bezugsimpulses durch das
Schieberegister ermöglicht, und wobei die Geschwindigkeit der Erzeugung der Taktschritte die vorgegebene Zeitdauer
festlegt.
12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
die Geschwindigkeit der Erzeugung der Taktschritte durch den Taktgeber gemäß der gewünschten Drehzahl gesteuert wird.
13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
der Taktgeber ein spannungsgesteuerter Oszillator ist, der einen Anschluß aufweist, welcher die Steuerspannung empfängt,
die die Geschwindigkeit der Erzeugung der Taktschritte festlegt.
14. Einrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Bildung eines Signals einstellbarer Spannung
für den spannungsgesteuerten Oszillator, um die Geschwindigkeit der Erzeugung der Taktschritte durch den
Taktgeber einzustellen.
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15. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorrichtung zur Bildung eines Signals einstellbarer Spannung ein Signal zunehmender Spannung erzeugt, um eine
vorgegebene Zunahme in der Geschwindigkeit der Erzeugung der Taktschritte und eine entsprechende Zunahme in der gewünschten
Drehzahl zu erzeugen, wodurch die Drehzahl ofes drehbaren Körpers gemäß der Zunahme in der erwünschten
Drehzahl zunimmt.
16. Einrichtung nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorrichtung zur Bildung eines Signals einstellbarer Spannung ein Signal abnehmender Spannung bildet, um eine
vorgegebene Abnahme in der Geschwindigkeit der Erzeugung der Taktschritte und eine entsprechende Abnahme in der gewünschten
Drehzahl hervorzubringen, wodurch die Drehzahl des drehbaren Körpers gemäß der Abnahme in der gewünschten
Drehzahl abnimmt.
17. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß
die Einrichtung zur Bildung eines Signals einstellbarer Spannung auch ein Signal abnehmender Spannung zur Bildung
einer vorgegebenen Abnahme in der Geschwindigkeit der Erzeugung der Taktschritte und einer entsprechenden Abnahme
in der gewünschten Drehzahl erzeugt, wodurch die Drehzahl des umlaufenden Körpers gemäß der Abnahme in der gewünsch-
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- 45 ten Drehzahl abnimmt.
18. Einrichtung zur Einstellung der Drehzahl einer Antriebswelle
eines aufgrund der Viskositätsscherung arbeitenden Antriebs veränderlicher Drehzahl, gekennzeichnet durch
mit der Abfriebswelle verbundene Meßeinrichtungen zur Bildung einer Impulsreihe der Meßeinrichtung, bei der jeder
Impuls darstellend ist für eine vorgegebene Zunahme in der Umdrehung der Abtriebswelle, Vergleichseinrichtungen,
die die Impulsreihe der Meßeinrichtung empfangen, um das Zeitintervall zwischen aufeinanderfolgenden der Impulse
der Impulsreihe der Meßeinrichtung und das Zeitintervall, welches darstellend ist für die gewünschte Drehzahl der
Abtriebswelle zu vergleichen und ein Steuersignal zu geben, welches darstellend ist für den Unterschied in den Zeitintervallen,
sowie Einrichtungen zum Empfang des Steuersignals von der Vergleichseinrichtung zur Einstellung der
Drehzahl der Abtriebswelle, um sie zu veranlassen, sich der gewünschten Drehzahl zu nähern.
19. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal von der Vergleichseinrichtung darstellend
ist dafür, ob das Zeitintervall· zwischen aufeinander folgenden der Impulse der Impulsreihe der Meßeinrichtung
größer oder kleiner ist als das Zeitintervall, weiches
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darstellend ist für die gewünschte Drehzahl der Abtriebswelle.
20. Einrichtung zur Einstellung der Drehzahl einer Abtriebswelle eines aufgrund cfer Viskositatsscherung arbeitenden
Antriebs veränderlicher Drehzahl, gekennzeichnet durch mit der Abtriebswelle verbundene Meßeinrichtungen zur Bildung
eines Impulszuges der Meßeinrichtung, bei der jeder Impuls darstellend ist für eine vorgegebene Zunahme in der Umdrehung
der Abtriebswelle, Vorrichtungen zum Messen des Zeitintervalls zwischen aufeinander folgenden Impulsen
der Impulsreihe der Meßeinrichtung und zur Bildung eines Steuersignals, das darstellend ist für das Zeitintervall,
sowie Vorrichtungen zum Empfang des Steuersignals zur Einstellung der Drehzahl der Abtriebswelle, um sie zu veranlassen,
sich der gewünschten Drehzahl zu nähern.
21. Einrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit eine bewegliche Wand zur Einstellung
der Drehzahl der Abtriebswelle enthält, und die Einrichtung ferner eine Quelle unter Druck stehenden Strömungsmittels enthält, das auf eine Seite der Wand einwirkt,
während die Aufnahmevorrichtung Ventileinrichtungen zur einstellbaren Regelung des auf die Wand einwirkenden Drucks
in Abhängigkeit von dem Steuersignal enthält.
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22. Einrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ventileinrichtung einen Kanal mit einem ersten Ende in Strömungsmittelverbindung mit der Quelle enthält, sowie
eine in der Nähe des gegenüberliegenden Endes gelegene Klappe, die mit ihm eine veränderliche Einschnürung bildet,
sowie Solenoideinrichtungen, die auf das Steuersignal ansprechen, um die Platte in Richtung auf das entgegengesetzte
Ende des Kanals zu drücken.
23. Einrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß sich das gegenüberliegende Ende des Kanals zur Aufrechterhai
tung der Viskositätsscherung in Strömungsmittelverbindung
mit dem Antrieb befindet.
24. Einrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung ein hydraulisch betätigbares Entlastungsventil
und ein Servoventil enthält, welches auf das Steuersignal anspricht, um den Betrieb des Entlastungsventils
zu steuern.
25. Servoventil zur Verwendung in einer Anlage zur Einstellung der Drehzahl einer Abtriebswelle eines aufgrund der Viskositätsscherung
arbeitenden Antriebs veränderlicher Drehzahl mit einem Betätigungskolben zur Steuerung des auf ein
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Scheibenpaket ausgeübten Einspanndruckes und mit einer
Quelle unter Druck stehenden Strömungsmittels zur Einwirkung auf den Kolben, gekennzeichnet durch ein Gehäuse zur Bildung eines Kanals mit einem ersten Ende in Strömungsmittelverbindung mit der Quelle und dem Kolben und einem gegenüberliegenden Ende in Strömungsmittelverbindung mit dem Scheibenpaket, Einrichtungen, die auf einem gegenüberliegenden Ende des Kanals zur Bildung einer Einschnürung gegenüber dem Strömungsmittelfluß angeordnet sind, sowie Steuerungseinrichtungen zur Veränderung der Einschnürung in Abhängigkeit von einer selektiven Einstellung der Drehzahl der Abtriebswelle.
Quelle unter Druck stehenden Strömungsmittels zur Einwirkung auf den Kolben, gekennzeichnet durch ein Gehäuse zur Bildung eines Kanals mit einem ersten Ende in Strömungsmittelverbindung mit der Quelle und dem Kolben und einem gegenüberliegenden Ende in Strömungsmittelverbindung mit dem Scheibenpaket, Einrichtungen, die auf einem gegenüberliegenden Ende des Kanals zur Bildung einer Einschnürung gegenüber dem Strömungsmittelfluß angeordnet sind, sowie Steuerungseinrichtungen zur Veränderung der Einschnürung in Abhängigkeit von einer selektiven Einstellung der Drehzahl der Abtriebswelle.
26. Ventil nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnürungseinrichtungen eine Klappenplatte enthalten,
die zur Ausführung einer Hin- und Herbewegung relativ zu dem gegenüberliegenden Ende des Kanals durch das Gehäuse
gelagert ist.
27. Ventil nach Anspruch 26, daduch gekennzeichnet, daß die
Klappenplatte eine Lüftungsöffnung zur Aufrechterhaltung des Strömungsmittelflusses daran enthält.
Klappenplatte eine Lüftungsöffnung zur Aufrechterhaltung des Strömungsmittelflusses daran enthält.
28. Ventil nach Anspruch 26, gekennzeichnet durch in dem Kanal
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angeordnete Federeinrichtungen zur Beaufschlagung der Platte
in eine Richtung von dem Kanal fort.
29. Ventil nach Anspruch 26, daduch gekennzeichnet, daß die
Steuereinrichtungen eine Solenoidvorrichtung enthalten, die von dem Gehäuse gelagert wird, um die Platte in eine
Richtung auf den Kanal zu zu drücken.
30. Servoventil zur Verwendung in einer Anlage zur Einstellung der Drehzahl einer Abtriebswelle eines aufgrund der Viskositätsscherung
arbeitenden Antriebs veränderlicher Drehzahl mit einem Betätigungskolben zur Steuerung des auf ein Scheibenpaket
einwirkenden Einspanndruckes und mit einer auf den Kolben einwirkenden Quelle unter Druck stehenden Strömungsmittels, gekennzeichnet durch ein Entlastungsventil mit
einem ersten Kanal in Strömungsmittelverbindung mit der Quelle und dem Betätigungskolben und einem zweiten Kanal
in Strömungsf.ittelverbindung mit dem Scheibenpaket, einen zwishen dem ersten und dem zweiten Kanal angeordneten Kolben
zur Bildung einer Einschnürung gegenüber dem Strömungsmittelfluß dazwischen, sowie Steuereinrichtungen in Strömungsmittelverbindung
mit dem zweiten Kanal zur Veränderung der Einschnürung in Abhängigkeit von einer selektiven Einstellung
der Drehzahl der Abtriebswelle.
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31. Ventil nach Anspruch 30, gekennzeichnet durch Federeinrichtungen,
die auf den Kolben zur Erhöhung der Einschnürung des Strömungsmittelflusses einwirken.
32. Ventil nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die
Steuereinrichtung ein Servoventil enthält, das einen dritten Strömungsmittelkanal begrenzt, welcher mit einem ersten
Ende in Strömungsmittelverbindung mit dem zweiten Kanal und mit einem gegenüberliegenden Ende in Strömungsmittelverbindung
mit dem ersten Kanal steht, wobei dieses Servoventil außerdem eine Spule und eine Klappenplatte enthält, die zur
Ausführung einer Hin- und Herbewegung relativ zu dem gegenüberliegenden Ende des dritten Kanals gelagert ist, wodurch
der Druck in dem zweiten Kanal durch die Einwirkung der Spule auf die Klappenplatte festgelegt wird.
33. Kombiniertes Entlastungs- und Beschleunigungsventil zur
Verwendung in einer Anlage zur Einstellung der Drehzahl einer Abtriebswelle eines aufgrund der Viskositätsscherung
arbeitenden Antriebs veränderlicher Drehzahl mit einem Betätigungskolben zur Steuerung des auf ein Scheibenpaket
ausgeübten Einspanndruckes und mit einer Quelle unter Druck
stehenden Strömungsmittels zur Einwirkung auf den Kolben, gekennzeichnet durch ein Gehäuse mit einem ersten Kanal in
Strömungsmittelverbindung mit der Quelle und dem Betätigungs-
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kolben, einem zweiten Kanal in Strömungsmittelverbindung mit dem Scheibenpaket, wobei das Gehäuse auch einen Zylinderkanal
enthält, der mit einem Ende in Strömungsmittelverbindung mit dem zweiten Kanal steht, ein normalerweise
offenes Solenoidventil in Verbindung mit einem gegenüberliegenden Ende des ZyIinderkanals, einen zwischen dem ersten
und dem zweiten Kanal angeordneten Tauchkolben zur Bildung einer veränderlichen Einschnürung gegenüber dem Strömungsmittelfluß
dazwischen, einen Kolben, der gleitend in dem Zylinderkanal angeordnet und zum Betrieb mit dem Tauchkolben
verbunden ist, wobei dieser Kolbenkörper eine erste Stellung bei normalerweise offenem Solenoidventil hat zur Bildung
einer ersten Größe der Einschnürung relativ zu dem Strömungsmittelfluß zwischen dem ersten und dem zweiten Kanal
und durch Schließen des Solenoidventils in eine zweite Stellung beweglich ist, um die Größe der Einschnürung erheblich
zu vergrößern, sowie einstellbare Mündungsöffnungen zwischen dem ersten Kanal und dem gegenüberliegenden Ende
des Zylinders zur wahlweisen Veränderung des Ausmaßes des Strömungsmittelflusses daran, wodurch die Abtriebswelle
davon abhängig beschleunigt wird.
34. Verfahren zur Steuerung des Arbeitstaktes einer von einem
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Motor angetriebenen Presse über eine Antriebseinheit veränderlicher
Drehzahl mit einer zum Antrieb mit der Presse verbundenen Abtriebswelle, dadurch gekennzeichnet, daß für
eine vorgegebene Zunahme in der Drehbewegung der Abtriebswelle eine veränderliche Zeitnorm festgelegt, die vorgegebenen
Zunahmen in der Umdrehung der Abtriebswelle gemessen, die genormte Zeit mit der Istzeit für eine Umdrehung der
Abtriebswelle während der vorgegebenen Zunahme verglichen und die Drehzahl des Antriebs veränderlicher Drehzahl gemäß
den Unterschieden zwischen der Istzeit für eine Umdrehungszunahme und der genormten Zeit eingestellt wird.
35. Verfallen nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Festlegung um eine Zunahme oder Abnahme der
genormten Zeit handelt, um die Abtriebswelle entsprechend zu beschleunigen oder zu verzögern.
36. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß es
sich bei dem Festlegen um die Vorwahl einer Höchst- oder Mindestdrehzahl für die Abtriebswelle handelt.
37» Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß
beim Festlegen auch eine Beschleunigungs- oder Verzögerungsdrehzahlrampe
zwischen der Höchst- und Mindestdrehzahl vor-
- 53 40981 8/0766
gesehen wird.
38. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die
genormte Zeit gemäß einem Abschalteprogramm für die Stanzpresse
für die höchste Beschleunigungsdrehzahl und die niedrigste Verzögerungsdrehzahl eingestellt wird.
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US00291218A US3851742A (en) | 1972-09-22 | 1972-09-22 | Control system for variable speed drive |
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Publications (3)
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