DE2757081B2 - Elektrohydraulischer Verschiebeantrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrohydraulischen Verschiebeantrieb gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Ein solcher elr'.trohydraulischer Antrieb kann am wirksamsten als Antrieb für Feder-Backenbremsen von Hebe- und .Transportmaschinen und -mechanismen benützt werden. Er kann aber auch ff-r verschiedene im Maschinenbau, im Bauwesen und in anderen Gebieten der Technik verwendeten Einrichtungen verwendet werden.

Aus der US-PS 4 50 775 ist ein gattungsgemäßer elektrohydraulischer Antrieb bzw. Drücker bekannt, der ein mit einer Flüssigkeit gefülltes Gehäuse aufweist. Im unteren Gehäuseteil ist ein Elektromotor untergebracht, über dem gleichachsig zu ihm eine Zentrifugalpumpe angeordnet ist, während im oberen Gehäuseteil ein Kolben-Hydraulikmotor liegt.

Der Kolben-Hydraulikmotor weist einen Zylinder auf, in dem ein Kolben mit einer Stange untergebracht wird. Auf ein über das Gehäuse hinausragendes Ende der Stange ist der Anker eines Gleichsstrommagneten aufgesetzt. Das Joch des Elektromagneten ist auf im oberen Gehäuseteil des elektrohydraulischen Drückers befestigten Stützen angeordnet. Der Abstand zwischen dem Anker und dem Joch des Elektromagneten ist gleich dem Kolbenhub im Zylinder.

Mit der Welle des Elektromotors ist das Rad der Flüssigkeit in den Kolben-Hydraulikmotor unter den Kolben zu dessen Verschiebung in die obere Stellung einpressenden Zentrifugalpumpe drehfest verbunden.

Bei der Einschaltung des elektrohydraulischen Antriebs wird elektrischer Strom unter Spannung von einer gemeinsamen Quelle dem Elektromotor und gleichzeitig über einen Gleichrichter dem Elektromagneten zugeführt. Der Elektromotor beginnt das Rad der Zentrifugalpumpe zu drehen, das einen Flüssigkeits-Überdruck unter dem Kolben erzeugt. Der Kolben mit der Stange und dem daran befestigten Anker verschiebt sich nach oben bis zum Anschlag des Ankers gegen das joch des Elektromagneten. Der Anker wird an das Joch gezogen, und in diesem Augenblick wird der Elektromotor mittels Kontakten eines mit Zeitverzögerung ansprechenden Relais von der Stromquelle abgeschaltet. Der Elektromagnet hält den Kolben und die Stange mit einer an sie angelegten Last in der oberen Stellung so lange zurück, bis der elektrohydraulische Drücker abgeschaltet worden ist.

Der bekannte elektrohydraulische Antrieb weist recht große Abmessungen aufgrund der Anordnung des

ίο Elektromagneten auf dessen oberem Gehäuseteil auf.

Darüberhinaus ist die Anordnung des Joches außerhalb des Gehäuses nicht betriebssicher, eine Schiefstellung der Kontaktfläche von Joch und Anker, beispielsweise beim Eindringen von Fremdkörpern zwischen sie, ist möglich. Dann ist der Elektromagnet aufgrund eines zwischen dem Joch und dem Anker vergrößerten Spaltes nicht in der Lage, den Anker und die Stange mit der an sie angelegten Außenlast zurückzuhalten.

Mangelhafte Zuverlässigkeit des bekannten clektrohydraulischen Antriebs ist auch darauf zurückzuführen, daß es im Betrieb sehr schwierig ist, die Ansprechzeit des den Elektromotor abschaltenden Relais zu regulieren. Bei Temperatur unter Null, wenn die Zähigkeit der Flüssigkeit im Gehäuse des Stößels zunimmt, worauf die Kolbengeschwindigkeit abnimmt, ist eine Abschaltung des Elektromotors mittels des Relais möglich, bevor der Anker an das Joch des Elektromagneten angezogen worden ist. Dies führt ^u einem Funktionsausfall.

Um das zu verhindern, wird die Zeitverzögerung des den Elektromotor abschaltenden Relais bewußt größer als notwendig eingestellt, was einen unerwünschten Mehrverbrauch von Elektroenergie bewirkt, weil der Elektromotor länger als nötig arbeitet.

Zweck der Erfindung ist es, die genannten Mängel zu beseitigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrohydraulischen Antrieb zu schaffen, bei dem der Elektromagnet derart ausgeführt und angeordnet ist, daß die Zuverlässigkeit des Stößels bei Verringerung seiner Abmessungen erhöht wi^rd.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs gelöst.

Der gemäß der Erfindung ausgeführte elektrohydraulische Antrieb weist eine höhere Zuverlässigkeit gegenüber dem bekannten elektrohydraulischen Drükker dadurch auf, daß der Elektromagnet innerhalb des Gehäuses untergebracht ist und der aus einem magnetischen Material hergestellte Kolben als Anker des Elektromagneten dient.

Der vorgeschlagene elektrohydraulische Antrieb besitzt kleinere Abmessungen gegenüber dem bekannten elektrohydraulischen Drücker, weil der Elektromagnet innerhalb des Gehäuses liegt.

Der erfindungsgemäße elektrohydraulische Antrieb verbraucht weniger Elektroenergie im Vergleich zum bekannten elektrohydraulischen Antrieb, weil die Anwendung des magnetisch gesteuerten Kontaktes und dessen Anordnung am Joch des Elektromagneten es erlauben, den Elektromotor im Ze'tmoment des Anzugs des Ankers durch das Joch des Elektromagneten abzuschalten.

Nachstehend folgt die Beschreibung eines konkreten Ausführungsbeispiels der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigt

fc5 Fig. 1 schematisch einen elektrohydraulischen Antrieb gemäß der Erfindung, im Längsschnitt;

Fig. 2 einen Steuerstromkreis des elektrohydraulischen Antriebs.

Der elektrohydraulische Antrieb weist ein mit Transformatorenöl gefülltes Gehäuse 1 (Fig. 1) mit einer öse 2 zur Befestigung des elektrohydraulischen Drückers an einem zu bedienenden Mechanismus auf.

Innerhalb des Gehäuses 1 befindet sich in dessen unterem Teil ein Elektromotor 3 mit einem Stator 4 mit einer Wicklung 5 und einem auf eine Welle 7 aufgesetzten Rotor 6. Die Welle 7 ist in Lagern 8 und 9 beliebiger bekannter Konstruktion befestigt. Auf das obere Ende der Welle 7 ist das Rad 10 einer Zentrifugalpumpe 11 aufgesetzt

Im oberen Teil des Gehäuses 1 ist ein Zylinder 12 montierv, der mit dem Gehäuse lla der Zentrifugalpumpe 11 fest verbunden ist Im Zylinder 12 ist ein Kolben 13 mit einer Kolbenstange 14 untergebracht.

Die Zentrifugalpumpe 11 ist zur Druckerzeugung für das Transformatorenöl im Zylinder 12 zur Verschiebung des Kolbens 13 vorgesehen.

Im oberen Teil des Zylinders 12 ist ein Joch 15 eines Elektromagneten 16 befestigt. Als Anker des Elektromagneten 16 dient der aus einem magnetischen Material hergestellte Kolben 13.

Die Stange 14 geht durch die Zentralbohr-ng des Joches 15 des Elektromagneten 16 und durch eine Bohrung 17 im Gehäuse ί und tritt aus dem Gehäuse 1 hervor. Im oberen Teil der Stange 14 ist eine Bohrung 18 zur Befestigung des elektrohydraulischen Drückers an dem zu bedienenden Mechanismus ausgeführt.

Das Joch 15 mit einer Spule 19 des Elektromagneten 16 ist derart angeordnet, daß der Kolben 13 in seirer oberen Stellung daran dicht anliegt. Am oberen Teil des loches 15 ist ein magnetisch gesteuerter Kontakt 20 angeordnet, der fine beliebige geeignete Konstruktion aufweist. In anderen Ausführungsvarianten der Erfindung können mehrere magnetisch gesteuerte Kontakte verwendet werden.

Der obere Teil des Gehäuses 1 ist mit Luft gefüllt und dient zur Unterbringung eines bei seiner Erhitzung während der Arbeit des elektrohydraulischen Drückers zunehmenden Volumens des Transformatorenöl.

Zur Einschulung des elektrohydraulischen Antriebs gibt es Schließkontakte 21 (Fig. 2) eines (nicht gezeigten) Linienschützes. Der Elektromotor 3 ist an eine Speisequelle 21a über die Schücßkontakte 21 und Öffnungskontakte 22 eines Relais 23 angeschlossen.

Ein Gleichrichter 24 ist in den Steuerkreis des Elektromotors 3 zwischen den Kontakten 21 und 22 geschaltet. Der Elektromagnet 16 ist an den Gleichrichter 24 in Stromrichtung in R^ihe mit einem Widerstand 25 geschaltet. Parallel zum Elektromagneten 16 liegt eine Spule 26 des Relais. 23, mit der in Reihe ein Thyristor 27 mit einer Steuerelektrode 28 und einem Schutzwiderstand 29 geschaltet ist.

Der magnetisch gesteuerte Kontakt 20 ist mit einem Ende an die Steuerelektrode 28 des Thyristors 27 und mit dem anderen Ende an einen Anschluß des Elektromagneten 16 an der Seite des Widerstandes 25 geschaltet. Der Widerstand 25 dient für einen Spannungsabfall an der Steuerelektrode 28.

Die Wirkungsweise des elektrohydraulischen Antriebs ist wie folgt.

Bei einer Schließung der Kontakte 21 wird der Strom über die Öffnungskontakte 22 des Relais 23 dem Elektromotor 3 und über den Gleichrichter 24 der Spule 19 des Elektromagneten 16 zugeführt. Der Elektromotor 3 beginnt das Rad 10 der Zentrifugalpumpe 11 zu drehen, die einen Überdruck im Zylinder 12 unter dem Kolben 13 erzeugt. Der Kolben 13 geht samt der Stange 14 nach oben, wobei er die an die Stange 14 angelegte Außenlast bewegt.

Zu dieser Zeit erzeugt ein durch die Spule 19 des Elektromagneten 16 fließender Strom im loch 15 einen für eine Schließung des magnetisch gesteuerten Kontaktes 20 bisweilen noch unzureichenden Magnetfluß, denn der magnetische Widerstand im Luftspalt zwischen dem Joch 15 und dem Anker (Kolben) 13 ist groß.

Bei Erreichen der oberen Stellung di'^ch den Kolben 13 wird er an das Joch 15 des EieKi^romagneten 16 angezogen. Der Magnetfluß im Joch 15 steigt wegen einer Widerstandsabnahme im Luftspalt steil an. und der magnetisch gesteuerte Kontakt 20 schließt, wodurch ier Thyristor 27 geöffnet wird. Durch die Spule 26 des Relais 23 Deginnt ein Strom zu fließen.

Im Ergebnis spricht das Relais 26 an, öffnet seine Kontakte 22 und schaltet den Elektromotor 3 ab. Die an die Stange 14 und den Kolben 13 angelegte Außenlast wird durch den Elektromagneten 16 so lange festgehalten, bis die Kontakte 21 geöffnet werden, d. h. bis zu dem Augenblick, wo der elektrohydraulische Antrieb abgeschaltet wird.

Die Abschaltung des elektrohydraulisch^ Antriebs erfolgt durch öffnung der Kontakte 21. weshalb der Strom in der Spule 19 des Elektromagneten 16 und in der Spule 26 des Relais 23 zu fließen aufhört. Hierbei wird der Anker bzw. Kolben 13 durch das Joch 15 des Elektromagneten 16 bereits nicht mehr zurückgehalten und sinkt unter der Wirkung der an die Stange 14 angelegten Außenlast sowie des Eigengewichts in die untere Lage ab. Die Kontakte 22 des Relais 23 schließen, und der Thyristor 27 sperrt. Danach kann der elektrohydraulische Drücker erneut eingeschaltet werden, und der beschriebene Arbeitszyklus ./ird sich von neuem wiederholen.

Das hergestellte Versuchsmuster des elektrohydraulischen Antriebs hat allseitige Prüfungen bestanden, deren Ergebnisse seine genügend hohe Zuverlässigkeit. besonders im Dauerbetrieb, bestätigt haben.

Der erfindungsgemäße elektrohydraulische Antrieb besitzt geringere Abmessungen gegenüber dem bekannten elektrohydraulischen Antrieb und ist für dessen Einsatz als Antrieb von Feder-Backenbremsen besondersgut geeignet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Elektrohydraulischer Verschiebeantrieb mit einem mit Flüssigkeit gefüllten Gehäuse, in dem ein Zylinder mit einem Kolben, dessen Stange über das Gehäuse hinausragt, eine Zentrifugalpumpe und ein Elektromotor, auf dessen Welle das Rad der zur Druckerzeugung für die Flüssigkeit zur Kolbenverschiebung in die obere Stellung dienenden Zentrifugalpumpe angeordnet ist, untergebracht sind, wobei ein im Steuerstromkreis des Elektromotors liegender, zur Festhaltung des Kolbens in der oberen Stellung nach Abschaltung des Elektromotors vorgesehener Gleichstrommagnet mit einem Joch und einem mit der Stange gekoppelten Anker vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (16) innerhalb des Gehäuses (1) koaxial zur Stange (14) derart angeordnet ist, daß der aus einem magnetischen Material hergestellte und als Anker des Elektromagneten (16) dienende Kolben (13} rn seiner oberen Stellung an dem Joch (15) satt aniiegt, auf dem mindesiens ein im Steuerstromkreis des Elektromotors (3) liegender magnetisch gesteuerter Kontakt (20) angebracht ist.