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Gleichlaufsteuerung für heb- und senkbare langgestreckte Bauteile,
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insbesondere für Stoßbalken an einer Schleuse in Wasserstraßen Die
Erfindung betrifft eine Gleichlaufsteuerung für heb- und senkbare langgestreckte
Bauteile, die an zwei Hubantriebe angeschlossen sind, insbesondere für Stoßbalken
an einer Schleuse in Wasserstra3en. Solche Stoßbalken werden zum Schutz von Schleusentoren
vorgesehen und in Abhängigkeit von den Torbewegungen gehoben oder gesenkt, um bei
geschlossenem Schleusentor zu verhindern, daß das Schiff das Schleusentor beschädigt.
Wenn sich das Tor öffnet, geht der Stoßschutzbalken abwärts oder aufwärts, um die
Durchfährt für das Schiff freizugeben.
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Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine Gleichlaufsteuerung für derartige
Stoßschutzbalken für Schleusentore beschränkt, sondern kann auch bei anderen langgestreckten
Bauteilen eingesetzt werden, die bej Transport genau waagerecht gehalten werden
müssen, beispielsweise bei Brückenteilen, venn diese eingeschwommen werden.
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Gleichlaufsteuerungen für zwei Bevegungsantriebe sind an sich bekannt.
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Sie arbeiten grundsätzlich in der Weise, daß der Gleichlauf der Antriebe
auf mechanischem oder hydraulischem Wege erzwungen wird. Damit
ist
aber eine Schräglage des langgestreckten Bauteiles nicht mit Sichei'-heizt ausgeschlossen,
da sich Yraft-Ubertragungsgliedcr wie Hubketten, Seile oder Gestängeteile im Laufe
der Zeit ungleichmäßig längen können.
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Von daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Gleichlaufsteueruiig
für heb- und senkbare langgestreckte Bauteile zu schaffen, durch die eine genaue
waagerechte Lage des langgestreckten Bauteiles unabhängig von Längenveränderungen
in Kraft-Ubertragungsgliedern sichergestellt werden kann. Die Lösung dieser Aufgabe
besteht aus den im Patentanspruch 1 angegebenen Ititteln.
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Mit der Gleichlaufsteuerung gemäß der Erfindung werden Steuerbefehle
für die Hubantriebe unmittelbar durch eine Abweichung des langgestreckten Bauteiles
aus der gewünschten waagerechten Lage ausgelöst. Eine etwa eintretende Schräglage
wird am langgestreckten Bauteil selbst vermessen, so daß etwa auftretende unterschiedliche
Längungen in Kraft-Ubertragungsgliedern eliminiert sind. Fernerhin zeichnet sich
die neue Gleichlaufsteuerung durch eine besondere Einfachheit im Aufbau aus. Sie
beruht auf dem Prinzip der kommunizierenden Röhren, indem zwei Elektrodenpaare mit
unterschiedlicher Eintauchtiefe in eine leitende Flüssigkeit benutzt werden, wobei
unter einer Schräglage des langgestreckten Bauteils und des parallel zum Bauteil
verlaufenden langgestreckten Behälters für die leitende Flüssigkeit eine Elektrode
aus der Flüssigkeit austritt und einen Steuerstromkreis unterbricht, um diese Unterbrechung
für die Steuerung der Hubantriebe im Sinne der Gleichlaufsteuerung auszunutzen.
Die Elektrodenpaare erfüllen also die Aufgabe von Schaltern zur Weitergabe von Steuerbefehlen
für die Hubantriebe, die solange wirksam sind, bis eine waagerechte Lage des langgestreckten
Bauteils wieder eingestellt ist und alle Elektroden wieder in die Flüssigkeit eingetaucht
sind.
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Zweckmäßig wird die Unterbrechung des Steuerstromkreises eines Elektrodenpaares
für die Inaktivierung desjenigen Hubantriebes ausgenutzt, der an dem dem Elektrodenpaar
zugeordneten Ende des langgestreckten Bauteils angreift. Diesist deshalb vorteilhaft,
weil jeweils von dem Elektrodenpaar eine Elektrode aus der Flüssigkeit austritt,
das dem bei Schräglage höherliegenden Ende des langgestreckten Bauteils zugeordnet
ist. Der Hubantrieb
der betreffenden Seite muß dann beim eben verzögerr-
bexichung -weise inalttiviert werden.
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Weiterbildungen der Erfindung für umstcuerbare hydraulische Nolben-Hubantriebc
ind in den Patentansprüchen 3 und 4 angegcben.
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In der Zcichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Gleichlaufsteuerurg
gemäß der Erfindung für einen Stoßschutzbalken für Schleusentore dargestellt, der
durch zwei umsteuerbare hydraulische Kolben-lTubantriebe bewegt wird. Es zeigen
Fig. 1 eine schematische Darstellung im Schnitt durch den Flüssigkeitsbehälter,
für die waagerechte Lage des Stoßschutzbalkens, und Fig. 2 eine Darstellung entsprechend
Fig. 1 für eine Schräglage des Stoßschutzbalkens.
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In Fig. 1 erkennt man einen Stoßschutzbalken 1 für ein Schleusentor,
das an beiden Enden über Kettenzüge 2 aufgehängt ist. Die Kettenzüge 2 laufen über
ortsfeste Kettenräder 3 und bewegliche Kettenräder 4 bis zu Festpunkten 5. Die beweglichen
Kettenräder 4 sind an den Kolbenstangen 6a und 7a von umsteuerbaren hydraulischen
Kolben-Hubantrieben 6 und 7 drehbar gelagert. tiit dem Stoßschutzbalken 1 ist ein
langgestreckter Behälter 9 für eine leitende Flüssigkeit 1o über Stützen 8 verbundenin
dem sich ein Rohr 11 befindet. Dieses Rohr 11 hat die Aufgabe, Schwingbewegungen
der leitenden Flüssigkeit 10 zu dämpfen, die auftreten können, wenn während der
Hebe- oder Senkbewegungen des Behälters 9 die in Fig. 1 dargestellte waagerechte
Lage des Stoßschutzbalkens 1 und des Behälters 9 verlassen wird.
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An beiden Enden des Behälters 9 und damit den beiden Enden des Stoßschutzbalkens
1 zugeordnet sind Elektrodenpaare 12, 13 bzw. 14, 15 eingebaut, die in die leitende
Flüssigkeit 1o mit unterschiedlichem Niveau eintauchen. Jedes Elektrodenpaar liegt
in einem Steuerstromkreis, der einerseits über die leitende Flüssigkeit 10 und andererseits
über je einen Niveau-Ylächter 16 bzw. 17 geschlossen ist.
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Von den Niveau-Wächtern 16 und 17 gehen steuerleitungspaare 1 8 und
1 9 aus, die in eine Servostation 2e führen. Diese Servostation 2o enthält die nicht
dargestellte hydraulische Versorgungsanlage nit Vier-Wegeventilen zur Steuerung
der hydraulischen r.olben-zIubantriebc 6 und 7 sowie zwei Zweiwegeventile 23 und
2t;, die als erfindungswesentliche Elementc außerhalb der Servostation 20 besonders
dargestellt sind.
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Wie aus Fig. 1 ersichtlich, sind die Kolbenstangen Ca und 7a der i'olben-Hubantriebe
6 und 7 cingczogen, womit die aus der Servostation 2c herausgeführten Leitungen
21 und 22 hoi auf "!leben" geschalteten Hubantrieben Druckleitungen sind. Von diesen
Druckleitungen gehen Zweigleitungen 25 und 26 aus, in denen die Zweiwegeventile
23 und 24 angeordnet sind. Die Zvieigleitungen 25, 25 führen zu Öl-Sammelbehältern
27 und 28. Die Leitungen 29 und 30 sind beim Heben des Stoßschutzbalkens 1 Rücklaufleitungen.
Die Zweiwegeventile 23, 24 haben eine durch Federkraft betätigte Offenstellung und
eine durch Erregung von Elektromag neten betätigte Sperrstellung. Das Zweiwegeventil
23 wird über die vom Niveau-Wächter 16 kommenden Steuerleitungen 18 erregt und hält
das Ventil in Sperrstellung solange, wie die beiden Elektroden 12 und 13 cingetaucht
sind und ihren Steuestromkreis schließen. Uber das andere Leitungspaar 19 aus dem
Niveau-Wächter 17 wird der Elektromagnet des anderen Zweii:iegeventils 24 erregt
solange, wie die Elektroden 14 und 15 in die leitende Flüssigkeit eingetaucht sind
und ihren Stromkreis schließen. Jedes Elektrodenpaar ist also dem Zweiwegeventil
23 bzw. 24 zugeordnet, das in der Seitenlage dem Hubantrieb 6 bzw. 7 zugeordnet
ist.
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In jede Druckleitung 21 bzw. 22 ist ein Drossel-Rückschlagventil 31,32
bzw. 33, 34 eingebaut, das bei auf "Heben" geschalteten Hubantrieben 6 bzw. 7 voll
öffnet und nach Umsteuerung auf "Senken" den Abfluß des Druckmittels drosselt. Die
Bedeutung der Drossel-Rückschlagventile wird später erläutert.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Gleichlaufsteuerung wird anhand
von Fig. 2 näher erläutert, die in gleicher Weise sowohl für das Heben als auch
für das Senken des Stoßschutzbalkens 1 steht. Betrachtet man den Vorgang des Hebens
mit den Leitungen 21 und 22 als Druckleitungen,
so erkennt man bei
der in Fig. 2 dargestellten Schrä3lage, daß die rechte Seite des Stoßschutzbalkens
1 voreilt. Da der Behälter 9 die gleiche Schräglage einnimmt, die Oberfläche der
leitenden Flüssigkeiç 1o jedoch waagerecht bleibt, tritt die Elektrode 14 der rechten
Seite aus der leitenden Flüssigkeit aus, wodurch der Steuerstromris <es Elektrodenpaares
14, 15 unterbrochen wird. Hierdurch hört die Erregung des Elektromagneten für das
Zweiwegeventil 24 über das Leitungspaar 19 auf, so daß dieses Ventil durch Federkraft
in Offenstellung geht. Hierdurch wird die Druckleitung 22 geöffnet, so daß der Hubantrieb
7 stehenbleibt. Da beide Elektroden 12 und 13 der anderen Seite in die leitende
Flüssigkeit eingetaucht sind, bleibt das Zweiwegeventil 23 auf Sperrstellung, womit
der Hubantrieb 6 weiter in Tätigkeit ist.
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Hierdurch wird beim Heben die Schräglage des Stoßschutzbalkens 1 wieder
in die waagerechte Lage zurückgeführt, die dann auch erhalten bleibt, weil die Elektrode
14 wieder in die leitende Flüssigkeit eintaucht und die elektromagnetische Umschaltung
des Zweiwegeventils 24 auf Sperrstellung auslöst. Der Hubantrieb 7 war also vorübergehend
inaktiviert. Die Empfindlichkeit der beschriebenen Gleichlaufsteuerung ist davon
abhängig, wie klein die Eintauchtiefe für die höherstehenden Elektroden 12 und 14
ist. Je kleiner diese Eintauchtiefe vorgegeben ist, umso kleiner können die Abweichungen
des Stoßbalkens 1 aus der waagerechten Lage sein, um durch Öffnen des Zweiwegeventils
24 oder 23 wieder beseitigt zu werden.
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Bei dem beschriebenen Hebe-Vorgang sind die Drossel-Pückschlagventile
31, 32 bzw. 33, 34, die als Baueinheiten aufzufassen sind, ohne Bedeutung. Die Drosseln
31 und 33 sind unwirksam, da das Drucköl über die sich öffnenden Rückschlagventile
32, 34 ungehindert den Hubantrieben 6 und 7 zugeführt wird. Betrachtet man Fig.
2 als eine Schräglage beim Senken des Stoßschutzbalkens 1, muß vermerkt vrerden,
daß die Leitungen 29 und 30 Druckleitungen und die Leitungen 21, 22 Rücklaufleitungen
sind. Solange die Zweiwegeventile 23 und 24 bei waagerechter Lage des Stoßschutzbalkens
1 in Sperrstellung sind, wie es für das Zweiwegeventil 23 der linken Seite dargestellt
ist, erfolgt der Abfluß des Ols aus dem umgesteuerten Kolben-Hubantrieb 6 über die
Leitung 21
wegen der Drose 31 ¢edrofwselt. Sobald aber die linke
Seite beir Sc;!;C^n voreilt und hierdurch die Elektrode 1 4 aus der leitenden Flüssigkeit
lo austritt, hört der Steuerstrom für das Zweiwegeventil 24 auf, das dann in Offenstellung
geht. Das aus dem Hubantri b 7 rücklaufende Öl findet nun einen zusätzlichen Abflußquerschnitt
vor. Auch hierdurch wird der Hubantrieb 7 inaktiviert, denn unter dem Eigengewicht
des Stoßschutzbalkens 1 und dem mit der leitenden Flüssigkeit gefüllten Behälter
9 ist die durch die Drosseln 31 und 33 an sich definierte Senkgeschwindigkeit im
vorliegenden halle für den Hubantrieb 7 aufgehoben.
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Die Kolbenstange 7a geht schneller nach rechts als die Kolbenstange
6a nach links geht, so daß die Schräglage des Stoßschutzbalkens 1 sich der gewünschten
waagerechten Lage nähert.
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Aus vorstehender Darstellung der Wirkungsweise der erfindungsgemäßen
Gleicnlaufsteuerung ergibt sich, daß die Drosseln 31 und 33 zwischen dem Abzweig
der Zweigleitungen 25, 26 und der Servostation 20 angeordnet sein müssen. Der Rücklauf
des Öls über die Leitungen 21 bzw. 22 beim Senken muß bei geöffneten Zweiwegeventilen
zusätzlich zu dem durch die Drosseln vorgegebenen Abflußquerschnitt eine weitere
Rücklaufmöglichkeit vorfinden, um die Senkgeschwindigkeit an der einen oder anderen
Seite des Systems zu erhöhen.