DE610311C

DE610311C - Switching device for electro-hydraulic systems

Info

Publication number: DE610311C
Application number: DEA69218D
Authority: DE
Original assignee: Atlas Werke AG
Current assignee: Atlas Werke AG
Priority date: 1933-04-12
Filing date: 1933-04-12
Publication date: 1935-03-08

Description

Die Erfindung betrifft einen selbsttätigen Schalter für elektrisch-hydraulische Anlagen, der zum Schutz der elektrischen Antriebsmaschine gegen Überlastung dient. Bei derartigen Anlagen, insbesondere bei Rudermaschinenanlagen, ist es üblich, einen Sperrschieber und zu dessen Steuerung einen federbelasteten Steuerschieber vorzusehen. Bei Eintreten eines Überdruckes in den Arbeits-, zylindern wird der Steuerschieber durch diesen Druck verhältnismäßig langsam bewegt und gibt je nach der Größe des Überdruckes die zu dem Sperrschieber führenden Kanäle teilweise frei. Diese schleichende Bewegung des Steuerschiebers bedingt eine zu langsame Bewegung des Sperrschiebers, so daß die Überlastung der Pumpe oder der elektrischen Antriebsmaschine nicht rasch genug beseitigt wird. Außerdem wirkt auchThe invention relates to an automatic switch for electro-hydraulic systems, which serves to protect the electric drive machine against overload. With such Systems, especially in steering gear systems, it is common to use a gate valve and to provide a spring-loaded control slide to control it. If an overpressure occurs in the working, cylinders, the control slide is moved relatively slowly by this pressure and, depending on the size of the overpressure, partially releases the channels leading to the gate valve. This creeping movement of the control slide causes the locking slide to move too slowly, so that the overload of the pump or the electric prime mover is not eliminated quickly enough. It also works

20= die durch die Querschnittsverringerung auftretende Drosselung des Arbeitsmittels ungünstig auf die Belastung der Maschinen ein, und es ist z. B. ein Schwebezustand möglich, bei dem die Pumpe durch Drosselung dauernd20 = that which occurs due to the reduction in cross section Throttling of the work equipment unfavorably on the load on the machines, and it is z. B. a state of suspension is possible, in which the pump is continuously operated by throttling

as höher belastet wird, als es dem zu überwindenden Rudermoment entspricht.hat is burdened more than it is to be overcome Corresponds to rudder torque.

Diese Nachteile werden durch die Schaltvorrichtung nach der Erfindung vermieden, indem zur Betätigung des Steuerschiebers eines Sperrorgans eine unter der Wirkung des Druckes in den Arbeitszylindern stehende Vorrichtung vorgesehen ist, die im Augenblick des Eintretens eines bestimmten Überdruckes in den Arbeitszylindern den Steuerschieber aus seiner normalen Schließstellung in die volle Öffnungsstellung bewegt.These disadvantages are avoided by the switching device according to the invention, in that to actuate the control slide of a locking member one under the action of the pressure in the working cylinders is provided at the moment the occurrence of a certain overpressure in the working cylinders, the control slide moved from its normal closed position to the fully open position.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung besteht die Schaltvorrichtung aus einem von dem Überdruck in den Arbeitszylindern betätigten elektrischen Schalter und einem in dessen Stromkreis liegenden Elektromagneten, z. B. Hubmagneten, dessen Kern mit dem Steuerschieber z. B. durch eine Hebelübersetzung verbunden ist und diesen bei Betätigung des Schalters in die volle Öffnungsstellung und bei Sinken des Überdruckes unter einen bestimmten Wert in die Schließstellung bewegt.In a particularly advantageous embodiment of the invention, there is the switching device from an electrical switch actuated by the overpressure in the working cylinders and one in its electrical circuit lying electromagnet, z. B. solenoids, the core of which with the control slide z. B. is connected by a lever transmission and this upon actuation of the switch into the fully open position and when the overpressure drops below a certain level Value moved to the closed position.

Diese Vorrichtung ermöglicht eine rasche Bewegung des Steuerschiebers in die volle Öffnungsstellung, damit eine rasche Bewegung des Sperrschiebers und eine sofortige Entlastung der Pumpe.This device enables a quick movement of the control slide to the full Open position, so that a rapid movement of the locking slide and an immediate one Relief of the pump.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise an einem Steuerschieber für eine elektrisch-hydraulischeRudermaschinenanlage veranschaulicht. Es stellt dar:In the drawing, the invention is for example on a control slide for a Electric-hydraulic rowing machine system illustrated. It shows:

Fig. ι die Schalteinrichtung nach der Erfindung mit Steuer- und Sperrschieber, zum Teil im Schnitt gezeichnet, und die hydraulischen Verbindungsleitungen, schematisch angedeutet,Fig. Ι the switching device according to the invention with control and locking slide, for Part drawn in section, and the hydraulic connecting lines, schematically indicated

Fig. 2 ein Schaltungsschema einer Rudermaschinenanlage, 2 shows a circuit diagram of a steering gear system,

Fig. 3 einen Einzelteil der Einrichtung nach Fig. ι im vergrößerten Maßstab, im Schnitt gezeichnet.Fig. 3 shows an individual part of the device according to Fig. Ι on an enlarged scale, in Section drawn.

In der Zeichnung bedeutet ι das „Gehäuse für einen Sperrschieber 2. Mit 3 und 4 sind die Anschlüsse der zu den Arbeitszylindern führenden Leitungen und mit 5 und 6 die Anschlüsse der Leitungen zu den Pumpen angedeutet. In the drawing, ι means the “housing for a gate valve 2. With 3 and 4 are the connections to the working cylinders leading lines and indicated with 5 and 6 the connections of the lines to the pumps.

Aus Fig. 2 ist die Verbindung von zwei Pumpen A, B mit vier Arbeitszylindern C, D₁ E, F derart angedeutet, daß nur die unmittelbaren Arbeitsrohrleitungen ohne weitere sonst mit einer solchen Anlage verbundenen Einzelheiten, wie Ausgleichsleitungen, Überdruckventile u. dgl., angegeben sind, α und b sind die Leitungen, die die Pumpen A und B mit dem Gehäuse 1 des Sperrschiebers 2 verbinden, während Leitungen c und d, die sich ao in die Leitungen c', c" und d' und d" verzweigen, eine Verbindung zwischen Sperrschiebergehäuse und den Zylindern C, F und Ό, B herstellen. Die Kolben dieser Zylinder arbeiten auf ein zu bewegendes Organ, as zum Beispiel eine Ruderpinne.From Fig. 2 the connection of two pumps A, B with four working cylinders C, D ₁ E, F is indicated in such a way that only the immediate working pipelines without further details otherwise associated with such a system, such as compensating lines, pressure relief valves and the like. are indicated, α and b are the lines that connect the pumps A and B to the housing 1 of the gate valve 2, while lines c and d, which branch ao into the lines c ', c " and d' and d", Establish a connection between the gate valve housing and cylinders C, F and Ό, B. The pistons of these cylinders work on an organ to be moved, such as a tiller.

Die mit den Arbeitszylindern C, F in Verbindung stehenden Räume 7 und 8 im Sperrschiebergehäuse sind durch Leitungen 9 und 10 mit dem Steuerschiebergehäuse 11 verbunden, und der Raum vor dem linken Ende des Sperrschieberkolbens ist mit dem Steuerschiebergehäuse durch die Leitung 12 verbunden. Mit 13 ist ein Elektromagnet bezeichnet, dessen Kern 14 über einen Lenker 15 und einen doppelarmigen, bei 16 gelagerten Hebel 17 mit dem Ende eines Steuerschiebers 18 verbunden ist. Der Elektromagnet ist an einem Netz N angeschlossen, an dem gleichzeitig der Elektromotor für die Pumpen Hegt. Der Stromkreis des Magneten enthält einen Schalter 19, der als Hebelschalter ausgebildet ist. Dieser Schalter steht mit den Arbeitszylindern durch eine Druckleitung 20 in Verbindung, die sich an die Leitung 9 anschließt und zu einem Gehäuse 21 führt. Dieses enthält einen Kolben 22 von geringem Durchmesser, dessen eines Ende sich gegen eine in ihrer Längsrichtung verschiebbare Stange 23 legt, die mit dem Hebel 24 des Schalters 19 gelenkig verbunden ist. Die Stange 23 trägt einen Teller 25 für eine Feder 26, die sich mit ihrem einen Ende gegen 'eine Scheibe 27 stützt, die ihrerseits von einem in dem Gehäuse 21 mittels Gewindes verstellbaren Teil 28 gehalten wird. In diesem Teil ist die Stange 23 geführt.The spaces 7 and 8 in the gate valve housing communicating with the working cylinders C, F are connected to the control valve housing 11 by lines 9 and 10, and the space in front of the left end of the locking valve piston is connected to the control valve housing through the line 12. An electromagnet is denoted by 13, the core 14 of which is connected to the end of a control slide 18 via a link 15 and a double-armed lever 17 mounted at 16. The electromagnet is connected to a network N , which at the same time harbors the electric motor for the pumps. The circuit of the magnet contains a switch 19, which is designed as a lever switch. This switch is connected to the working cylinders through a pressure line 20, which connects to line 9 and leads to a housing 21. This contains a piston 22 of small diameter, one end of which rests against a rod 23 which is displaceable in its longitudinal direction and which is articulated to the lever 24 of the switch 19. The rod 23 carries a plate 25 for a spring 26, which is supported with its one end against a disk 27, which in turn is held by a part 28 adjustable in the housing 21 by means of a thread. The rod 23 is guided in this part.

Die Wirkung der im wesentlichen aus dem Elektromagneten 13 und dem Schalter 19 bestehenden Schaltvorrichtung nach .der Erfindung ist die folgende:The effect of consisting essentially of the electromagnet 13 and the switch 19 Switching device according to the invention is the following:

Sobald in den Arbeitszylindern ein überdruck auftritt, wirkt dieser über die Räume 7 und 8 des Sperrschiebergehäuses 1 und die Druckleitung 20 auf den Kolben 22, der die Stange 23 entgegen der Federkraft nach oben verschiebt. Wenn ein bestimmter Überdruck erreicht ist, wird der Schalter 19 ausgeschaltet, wie mit der gestrichelt gezeichneten Stellung des Hebels 24 angedeutet, und damit der Stromkreis des Magneten 13 geöffnet, so daß der Kern 14 durch sein Eigengewicht herunterfällt und mittels der Hebelübersetzung 15 bis 17 den Steuerschieber 18 nach oben reißt, so daß der Hebel 17 in die gestrichelt gezeichnete Lage und der Steuerschieber aus seiner normalen Schließstellung (Fig. 1) in seine volle Öffnungsstellung (Fig. 3) gebracht wird. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß der Steuerschieber die Öffnung 29 völlig freigibt, so daß die Flüssigkeit unter der Wirkung des in den Arbeitszylindern herrschenden Überdruckes unbehindert und ohne jede Drosselwirkung über die Leitung 9, öffnung 29 und Leitung 12 zur linken Seite des Sperrschiebergehäuses strömen und den Sperrschieber nach rechts in seine Schließstellung bewegen kann. Diese Bewegung erfolgt sehr rasch, da sich der Steuerschieber bei diesem Vorgang in der vollen öffnungsstellung befindet. Damit tritt eine rasche Entlastung der Pumpe und der elektrischen Antriebsmaschine ein. Bei der Schließstellung des Sperrschiebers sind die Arbeitszylinder von der Pumpe abgesperrt, Sauge- und Druckseiten der Pumpen sind kurzgeschlossen, und diese arbeiten im Kreislauf ohne Belastung. Durch die Absperrung der Zylinder wird das Ruder auch bei großen Momenten durch die in den Zylindern abge- too sperrte Flüssigkeit festgehalten. Wenn der Überdruck in den Zylindern nachläßt, bewirkt die Feder 26 bei einem bestimmten Druck das Einschalten des Stromes für den Hubmagneten, der Kern wird angezogen und der Steuerschieber 18 nach unten in seine Schließstellung gedruckt. Damit wird der im linken Teil des Gehäuses 1 befindlichen Flüssigkeit der Abfluß zur Zylinderunterdruckseite freigegeben. Dem Drucköl der Zylinderüber- no druckseite ist der Zufluß'zur rechten Seite des Sperrschiebers freigegeben, und dieser kehrt nach links in seine normale Arbeitsstellung zurück.As soon as an overpressure occurs in the working cylinders, this acts via the spaces 7 and 8 of the gate valve housing 1 and the pressure line 20 on the piston 22, which the Rod 23 moves upwards against the spring force. When a certain overpressure is reached, the switch 19 is turned off, as shown with the dashed line Position of the lever 24 indicated, and thus the circuit of the magnet 13 is opened, so that the core 14 falls down by its own weight and by means of the leverage 15 to 17 pulls the control slide 18 upwards, so that the lever 17 in the dashed line Drawn position and the control slide from its normal closed position (Fig. 1) into its fully open position (Fig. 3) is brought. From Fig. 3 it can be seen that the control slide opens the opening 29 completely releases, so that the liquid is under the action of in the working cylinders prevailing overpressure unhindered and without any throttling effect via line 9, Opening 29 and pipe 12 to the left of the gate valve housing and the gate valve to the right in its closed position can move. This movement takes place very quickly because the control slide is in the fully open position during this process is located. This results in a rapid relief of the pump and the electrical Prime mover on. The working cylinders are in the closed position of the locking slide blocked by the pump, suction and pressure sides of the pumps are short-circuited, and these work in the cycle without stress. By shutting off the cylinders, the rudder is also large Moments held by the liquid that is too blocked in the cylinders. If the Overpressure in the cylinders decreases, the spring 26 causes that at a certain pressure Switching on the current for the lifting magnet, the core is attracted and the control slide 18 down into its closed position printed. This is the liquid located in the left part of the housing 1 the drain to the cylinder vacuum side is released. The pressure oil of the cylinder over- no On the pressure side, the inflow to the right-hand side of the locking slide is released, and this reverses to the left to return to its normal working position.

Ein wesentlicher Vorteil der beschriebenen Schalteinrichtung nach der Erfindung besteht darin, daß diese auch bei ausfallendem Strom .die gesamte Anlage vor jedem Schaden sichert. In diesem Fall tritt der gleiche Vorgang ein, der im normalen Betrieb durch Überdruck in den Arbeitszylindern mittels des Schalters 19 erfolgt, indem der Elektro-There is a significant advantage of the described switching device according to the invention in the fact that this also in the event of a power failure. The entire system from any damage secures. In this case, the same process occurs as in normal operation Overpressure in the working cylinders takes place by means of the switch 19 by the electrical

magnet stromlos wird und der Kern 14 nach unten fällt. Bei ausfallendem Strom wirkt somit der Magnet als Sicherheitsorgan, und die hydraulische Anlage wird mittels Steuer- und Sperrschieber verriegelt.magnet is de-energized and the core 14 falls down. Works in the event of a power failure thus the magnet as a safety device, and the hydraulic system is controlled by means of and locking slide locked.

Die Erfindung ist nicht auf die in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform beschränkt, bei der die Betätigung des Steuerschiebers durch eine elektrische Schaltvorrichtung erfolgt. Die Bewegung des Steuerschiebers in die volle Öffnungsstellung bei einem bestimmten Überdruck kann auch durch eine rein mechanische Schaltvorrichtung bewirkt werden.The invention is not limited to the embodiment shown in the drawing, in which the actuation of the control slide by an electrical switching device he follows. The movement of the control slide in the fully open position at a certain overpressure can also be effected by a purely mechanical switching device.

Claims

Patent claims:

i. Switching device for electrohydraulic systems, in particular for

ao steering gear systems, characterized in that the control slide is one The locking member is adjusted by a device under the action of the pressure in the working cylinders

as at a certain overpressure in the Working cylinders move the spool from its normal closed position to the fully open position.

2. Switching device according to claim 1, characterized in that it consists of one on the overpressure in the working cylinders dependent electrical switch and one in its circuit Electromagnets, e.g. B. solenoid, there is, the core of which with the control slide z. B. connected by a leverage is.

3. Switching device according to claims ι and 2, characterized in that that the electrical switch is designed as a lever switch and its lever connected to a piston under pressure in the working cylinder, furthermore a spring is provided, which counteracts the movement of the piston and this and the switch lever moved back to normal position when the overpressure is released.

4. Switching device according to claims ι to 3, characterized in that that the core of the electromagnet is connected to the control slide that the In the event of a power failure, the electromagnet acts as a safety device and the hydraulic one System locked by means of the locking slide.

1 sheet of drawings