DE633222C

DE633222C - Hydraulische Antriebsvorrichtung

Info

Publication number: DE633222C
Application number: DEA76245D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1934-06-12
Filing date: 1935-06-09
Publication date: 1936-07-22

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 22. JULI 1936

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVi 633222
KLASSE 47h GRUPPE 22

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin
Hydraulische Antriebsvorrichtung

Patentiert im Deutschen Reiche vom 9. Juni 1935 ab

ist in Anspruch genommen.

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Antriebsvorrichtung, bei welcher eine von einem Elektromotor angetriebene Kreiselpumpe eine Betriebsflüssigkeit von der einen zur anderen Seite eines Arbeitskolbens fördert und dadurch eine Bewegung des Kolbens herbeiführt. Bei den Antriebsvorrichtungen dieser Art ist es bekannt, die Pumpe dauernd in gleicher Drehrichtung laufen zu lassen und durch Umschaltung von Saug- und Druckseite eine Umkehrung der Bewegung des Arbeitskolbens herbeizuführen.
■ Gemäß der Erfindung wird die Umschaltung von Druck- und Saugseite dadurch erreicht, daß das Gehäuse der Kreiselpumpe drehbar ausgebildet ist und durch Abdeckung und Freigabe von Ein- und Auslaßöffnungen den Saug- und den Druckraum der Pumpe entweder mit der einen oder mit der anderen Kolbenseite verbindet. Hierdurch ergibt sich eine Anordnung, die wenig Raum beansprucht, was bei den mannigfachen Verwendungszwecken der hydraulischen Antriebsvorrichtungen von Bedeutung ist.

Die Zeichnung zeigt zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung.

Abb. ι der Zeichnung ist ein Längsschnitt nach Linie 1-1 der Abb. 4, in Richtung der Pfeile gesehen.

Abb. 2 zeigt einen Längsschnitt nach Linie 2-2 der Abb. 3, ebenfalls in Richtung der Pfeile gesehen.

Abb. 3 und 4 sind teilweise Querschnitte der in Abb. 1 gezeigten Anordnung mit einer Draufsicht auf den Arbeitskolben.

Abb. 5 stellt eine schaubildliche Ansicht des Pumpenrades und des Pumpengehäuses dar.

Abb. 6 ist ein Längsschnitt des zweiten Ausführungsbeispiels.

Ein zylindrischer Flüssigkeitsbehälter 10 ist mit einer Deckplatte 11 versehen, auf welcher ein elektrischer Antriebsmotor 12 derart aufgebaut ist, daß seine Welle 13 sich unter die Deckplatte in den Behälter 10 erstreckt. Die Deckplatte 11 hat eine Tragplatte 14, die in den oberen Teil des Behälters 10 hineinragt. ,

Der zylindrische Behälter 10 ist mit einer Flüssigkeit, z. B. öl, gefüllt, und zwar etwa bis zur Höhe der Platte 14. Ein Kolben 15 ist in dem zylindrischen Gehäuse für eine Bewegung in senkrechter Richtung angeordnet. Die Kolbenbewegung wird durch Verbindungsstangen 16 nach außen übertragen. Die unteren Enden dieser Stangen sind mit dem Kolben 15 verbunden, während die oberen Enden durch die Deckplatte 11 hindurchgehen und an einem Querstück' befestigt sind, wel-

ches seinerseits mit irgendeiner Ärbeitsvorrichtung verbunden- werden kann. Im unteren Teil des Behälterf. befindet sich die Kreisel*· pumpe mit einem-sie umfassenden Gehabe 18, in welchem das Pumpenrad 19 drehtürangeordnet ist. Das Gehäuse 18 besteht in*. wesentlichen aus einer oberen und einer'" unteren Platte 20 und 21, welche mit dem kreisförmigen Wandstück 22 eine Druckkammer 23 für radialen Ausstoß des Pumpenrades bilden. Das Gehäuse ist oben und unten mit rohrförmigen Stutzen 24 und 25 für den Eintritt der Flüssigkeit versehen, welche am besten mit den Deck- und Bodenplatten 20 undi 21 in einem Stück hergestellt werden.

Wie dargestellt ist, sind die Stirnwand und die Zylinderwand des oberen Stutzens 24 mit mehreren Einlauföffnungen 26 und 27 versehen. In der Zylinderwand des unteren Stutzens 25 befinden sich zwei übereinander angeordnete Reihen von Einlauföffnungen 28 und 29. In ähnlicher Weise sind die Deck-. platte 20 des Gehäuses mit mehreren Auslauföffnungen 30 und das kreisförmige Wandstück 22 mit mehreren Auslauf Öffnungen 31 versehen.

Im Flüssigkeitsbehälter 10 befindet sich ein zylindrischer Behälter 32, dessen äußerer Durchmesser kleiner ist als der innere Durchmesser des Flüssigkeitsbehälters 10, so daß die Wandung des inneren Behälters 32 von der Wandung des äußeren Behälters 10 einen gewissen Abstand hat. Der innere Behälter dient als Arbeitszylinder für den Kolben 15 und bildet zugleich mit dem Flüssigkeitsbehälter 10 einen Durchlaß 33, der von der Pumpe zu dem Raum oberhalb des Kolbens ■ ^; 15 führt. Der innere Behälter 32 besteht aus einem oberen Teil 32« und einem unteren Teil 32⁶, die durch Flansche 34 (Abb. 5) o. dgl. zusammengehalten werden.

Ein im Innern des Zylinders 32 vorgesehenes rohrförmiges Stück 35 grenzt einerseits den Auslaß der Pumpe gegen den Raum auf der einen Seite des Kolbens und andererseits den Einlauf gegen den Raum auf der entgegengesetzten Seite des Kolbens ab. Wie dargestellt ist, ist das obere Ende des Rohrkörpers 35 mit der Platte 14 verbunden, während sein unteres Ende mit einem Flansch 36 versehen ist. Der untere Teil 32⁶ des inneren Behälters bildet mit einem Rohrstück 37 zusammen ein Stück, wobei das Rohrstück 37 als Fortsetzung des Rohrstückes 35 betrachtet werden kann. Dieses Verlängerungsstück 37 ist in der Bodenwandung des äußeren Behälters 10 befestigt und mit einem Flansch 318 versehen, der von dem Flansch 36 einen gewissen Abstand hat. Der dadurch entstehende Hohlraum dient zur Aufnahme des Pumpengehäuses 18, das sich zwischen zwei Grenzstellungen drehen kann. Durch den Flansch 38 und den schalenförmigen Teil 32'' ί des inneren Behälters wird eine untere ring-■ förmige Flüssigkeitskammer 39 gebildet.

Die Antriebswelle 40 für die Pumpe ist , drehbar in einem oberen Lager 41 in der ''Platte 14 und in einem unteren Lager 42 geführt. Letzteres ist innerhalb der rohrförmigen Verlängerung 37 zentrisch fast am Boden des Flüssigkeitsbehälters eingebaut. Die Antriebswelle 40 ist mit der Motorwelle 13 durch eine. Kupplung43 verbunden. Das Pumpenrad 19 ist mit der Welle 40 verkeilt. Die Drehvorrichtung für das Pumpengehäuse besteht, wie zeichnerisch dargestellt ist, aus einem Stift 44," der durch die Platten 20 und 21 des Gehäuses geht, einem geschlitzten Arm 45, der mit dem Stift zusammenwirkt, und einer senkrechten Spindel 46, die sich nach oben durch die Deckplatte 11 erstreckt. Oben an der Spindel 46 sitzt ein Handgriff 47. Selbstverständlich kann, die Drehvorrichtung auch noch anders ausgebildet werden.

In Abb. 4 ist das Gehäuse 18 in einer seiner Grenzstellungen, welche mit Stellung^ bezeichnet wird, dargestellt, während Abb. 3 das Gehäuse in. der anderen Grenzstellung, welche mit Stellung B bezeichnet wird, zeigt. Man ersieht, daß in Stellung B das Gehäuse um go einen gewissen Winkel im Uhrzeigersinne gegenüber Stellung A gedreht ist.

In dem Rohrstück 35 befindet sich ein feststehendes Stück 48, an dem mehrere Öffnungen oder Durchlässe 49 angeordnet sind. In ahnlicher Weise ist der untere Teil des Rohrstückes 37 mit mehreren kreisförmig angeordneten Öffnungen oder Durchlässen 50 versehen. Die Durchlässe 49 und 50 decken sich mit den Einlassen 26 und 29, wenn das Ge- ioo häuse sich in Stellung^ befindet, wogegen die Einlasse 26 und 29 verdeckt werden, wenn das Gehäuse sich in StellungB befindet. Ferner ist der Flansch 36 des Rohrkörpers mit einer Reibe von Öffnungen oder Durchlassen 51 versehen, die sich mit den Auslaßöffnungen 30 decken, wenn sich das Gehäuse in Stellung^ befindet. Außerdem hat der Rohrkörper 35 in seinem zylindrischen Teil eine Reihe von Durchlässen 52, ebenso wie der Rohrkörper 37 eine zweite Reihe von Durchlässen 53 trägt. Die Durchlässe 52 und S3 decken sich mit den Einlassen 27 und 28, wenn das Gehäuse in Stellung B ist. Nahe am unterem Ende des Oberteiles 32« des inneren Behälters 32 befindet sich eine Reihe Öffnungen oder Durchlässe 54, welche in den Leitungsweg 33 führen und sich mit den Auslässen 31 decken, wenn das Gehäuse in Stellung B steht.

Es ist ersichtlich, daß auf diese Weise durch die Drehung des Gehäuses 18 der

Pumpe der Flüssigkeitsstrom entweder zur einen oder anderen Seite des Kolbens gelenkt werden kann.

Abb. 5 zeigt, daß das Pumpengehäuse außer mit den bereits beschriebenen Öffnungen und Durchlässen noch mit einem Paar Kanäle 55 und 56 versehen ist, die sich diametral gegenüberliegen. Weiterhin zeigt Abb. S den Flansch 38 des unteren Rohrkörpers 37 mit Öffnungen oder Durchlässen 55^s und 56Λ die sich mit den Kanälen 55 und 56 decken, wenn das Gehäuse in Stellung B ist.
Die Arbeitsweise ist folgende:
Es sei angenommen, daß der Kolben 15 sich am Boden der Antriebsvorrichtung befinde, wie in Abb. 1 dargestellt ist, und das Pumpengehäuse in Stellung A stehe. Bei Drehung der Antriebswelle 40 und des Pumpenrades 19 wird die Flüssigkeit aus dem Raum über dem Kolben 15 durch die Durchlässe 57 in den Rohrkörper 35, dann abwärts durch den Rohrkörper und durch die Durchlässe 49 und Einlasse 26 zum Pumpenrad gesaugt. Außerdem wird Flüssigkeit durch den Durchlaß 33 zwi-

«5 sehen dem inneren und äußeren Behälter durch die Durchlässe 50 und Einlasse 29 und dann aufwärts zum Pumpenrad gesaugt.

Da Flüssigkeit aus beiden Richtungen in den Mitteleinlaß des Pumpenrades strömt, wird einseitiger Axialschub vermieden. Vom Pumpenrad 19 wird Flüssigkeit radial in die Druckkammer 23 ausgestoßen und dann aufwärts durch die Ausstoßöffnungen 30 und die Durchlässe 51 in den Raum unterhalb des Kolbens geleitet. Dadurch wird der Flüssigkeitsdruck gegen die untere Kolbenfläche erhöht, wodurch ein Druckunterschied erzeugt wird, der den Kolben 15 aufwärts treibt. Diese Treibkraft wird durch die Verbindungsstangen 16 auf die äußere Arbeitsvorrichtung, welche mit dem Ouerstüek 17 verbunden ist, übertragen.

Wenn der Kolben 15 die obere Grenze seines Hubes erreicht, wird der Flüssigkeitsdruckunterschied auf den Kolben durch die Kreiselpumpe aufrechterhalten, aber nicht erhöht.

Um die Richtung des Flüssigkeitsdruckunterschiedes auf den Kolben umzukehren und den Kolben zu seiner Anfangsstellung am unteren Ende seines Hubes zurückzubringen, wird der Handgriff 47 so gedreht, daß das Pumpengehäuse 18 von Stellung A nach Stellung B gelangt. Wie in Abb. 2 dargestellt ist, werden nun die Durchlässe 49,50, die vorher in Deckung mit den Einlaßöffnungen 26 und 29 waren, und die Durchlässe 51, die vorher in Deckung mit den Ausstoßöffnungen 30 standen, bedeckt. Jetzt wird Flüssigkeit aus dem Raum unterhalb des Kolbens durch die sich deckenden Durchlässe 52 und Einlasse 27 hindurch- und dann zum Pumpenrad abwärts gesaugt. In ähnlicher Weise wird ' Flüssigkeit aus dem Raum unterhalb des Kolbens durch die Durchlässe 55^s und 56° im Flansch 36 und durch die sich damit deckenden Kanäle 55 und 56 sowie durch die Durchlässe 55* und 56* im Flansch 38 zur Kammer 29 im unteren Teil des inneren Behälters unter dem Pumpengehäuse und von da durch die Durchlässe 53 und Einlasse 28 und dann axial aufwärts zum Einlaß des Pumpenrades gesaugt. Vom Pumpenrad wird die Flüssigkeit radial zur Druckkammer 23 gefördert und dann nach außen durch die sich deckenden Auslässe 31 und Durchlässe 54 aufwärts durch den Flüssigkeitsweg 33 zu dem Raum über den Kolben gedrückt. Dadurch wird der Flüssigkeitsdruck gegen die untere Seite vermindert und der Kolben abwärts gedruckt, bis er wieder am unteren Ende seines Hubweges anlangt, wie in Abb. 2 dargestellt ist. Eine Drehung des Gehäuses von Stellung B zur Stellung A mittels des Handgriffes 47 erzeugt wiederum eine Aufwärtsbewegung des KoI-bens in der vorstehend beschriebenen Art. Statt von Hand kann die Welle 46 auch auf andere Weise in beiden Richtungen gedreht und dadurch eine schnelle Umkehr der Kolbenbewegung erreicht werden.

In dem weiteren Beispiel der Abb. 6 führen mehrere Röhren 59 vom Rohrkörper 60 zu einem Ringkörper 61, der das Pumpengehäuse umgibt. Ferner stehen mehrere Röhren 63 in Verbindung mit dem Raum unterhalb des Kolbens 64 durch Durchlässe 65 im Flansch 66 und durch Kanäle, die durch das Pumpengehäuse 62 führen,, aber nicht eingezeichnet sind.

Die Röhren 59 und 63 ersetzen den Flüssigkeitsweg 33 und die Kammer 39 der Anordnung in Abb. 1 und erübrigen dabei die Anordnung des inneren Behälters 32. Infolgedessen ist nur ein einziger Behälter 67, der sowohl als Flüssigkeitsbehälter als auch als Arbeitszylinder für den Kolben dient, erforderlich. Die übrige Anordnung der Öffnungen und Durchlässe ist sonst identisch mit der Anordnung der Abb.,i, und eine Wiederholung" der Beschreibung ist deshalb unnötig.

Bei Inbetriebnahme des Kolbens 64 in seiner Ausgangsstellung wird Flüssigkeit aus dem Raum oberhalb des Kolbens 64 durch den Rohrkörper 60 und die Einlasse 68 zum Einlaß des Pumpenrades gesaugt. Außerdem wird Flüssigkeit vom Rohrkörper 60 durch die Röhren 59, durch den Einlaß 69 und dann aufwärts ebenfalls zum Einlaß des Pumpenrades gesaugt. Die Flüssigkeit wird radial vom Pumpenrad nach außen gefördert und aufwärts durch die Auslässe 70 zu dem Raum unter dem Kolben gedruckt. Der Unterschied

Claims

der auf den entgegengesetzten Seiten des Kolbens 'erzeugten Drucke treibt ihn nach oben. Der Abwärtsgang des Kolbens erfolgt durch Bewegung des Pumpengehäuses von Stellung A zur Stellung B₁ wobei die obenerwähnten öffnungen geschlossen werden. Die Flüssigkeit wird dann aus dem Raum unterhalb des Kolbens durch die Durchlässe 65, durch nicht gezeichnete Kanäle in das Gehäuse 62 und dann durch die Kanäle 63 zum Einlaß des Pumpenrades gezogen. Ferner wird Flüssigkeit durch die Einlasse 71 zum Einlaß der Pumpe gesaugt. Vom Pumpenrad wird die Flüssigkeit radial in den Ring-

t5 körper 61 gefördert und von da aufwärts durch die Röhren 59 in den Rohr körper 60 und dann in den Raum oberhalb des Kolbens -64. Dies ergibt eine Umkehrung des Flüssigkeitsdruckes gegenüber dem Kolben, so daß der Kolben! jetzt abwärts gedruckt wird. Diese Bewegung wird so oft erfolgen, als das Pumpengehäuse zwischen seinen Grenzstellungen A und B bewegt wird.

²S Patentansprüche : .

i. 'Hydraulische Antriebsvorrichtung, bestehend aus einem Elektromotor, einer von diesem angetriebenen Kreiselpumpe und einem Arbeitskolben, zu dessen beiden Seiten abwechselnd Druckflüssigkeit von der Pumpe zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das die Kreiselpumpe umgebende Gehäuse drehbar ausgebildet ist und durch Abdeckung und Freigabe von Ein- und Auslaßöffnungen den Saugbzw, den Druckraum der Pumpe entweder mit der einen oder mit der anderen Kolbenseite verbindet.

Antriebsvorrichtung nach An-

spruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Pumpengehäuse in seinem Grundaufbau aus einem Ringkanal mit rechteckigem Querschnitt besteht, welcher die Auslaßöffnungen der Kreiselpumpe zentrisch umgibt und oben und unten mit rohrförmigen, ebenfalls zentrisch zur Pumpenachse liegenden und die Flüssigkeit zum Einlaß der Pumpe führenden Stutzen versehen ist. ■

3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Pumpengehäuse von einem feststehenden Gehäuse umgeben ist, welches die zu steuernden Verbindungsöffnungen des Druck- bzw. Saugraumes der Pumpe-mit den beiden Seiten des Arbeitskolbens aufweist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen