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Steuerung für regelbare Flüssigkeitsgetriebe mit einem Pumpenteil
und mehreren Motorteilen Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die hand- oder
fernbetätigte Steuerung von regelbaren Flüssigkeitsgetrieben, >ei denen eine zentrale
Pumpe ohne Druckspeicher mit zwei oder mehreren Flüssigkeitsmotoren zusammenarbeitet,
und bezweckt ein beliebiges gleichzeitiges oder getrenntes Anlassen, Umsteuern und
Stillsetzen sowie eine feinfühlige Drehzahlregelung der einzelnen Flüssigkeitsmotoren
durch Änderung der Durchflußmenge in den Motorzuleitungen, gegebenenfalls in Verbindung
mit einer HubversteRung des Pumpenteiles.
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Dies wird dadurcherreicht, daß durch Anordnung von zwei oder mehreren.
band- oder fernbetätigten, in den Motorzuleitungen eingebauten Steuergliedern, mit
denen sich die Motorzuleitungen mehr oder weniger öffnen bzw. schließen lassen,
jeder Flüssigkeitsmotor einzeln nacheinander oder auch, alle Flüssigkeits-motoren
zusammen in Gang gesetzt, in ihrer Abtriebsdrehzahl geregelt, -umgesteuert und stillgesetzt
werden können, wobei in Abhängigkeit von den Steuergliederstellungen einzusätzlichesmit
denSteuergliedern durch Rohrleitungen verbundenes, in der Pumpendruckleitung eingebautes
Absperr- und Ablauforgan geöffnet oder geschlossen wird bzw. die Stetierglieder
mit Kurvenstücken auf dasselbe HuUsteRglied der einzigen Pumpe wirken. Da erfindungsgemäß
bei geschlossenen Steuergliedern, d.h. bei Stillstand der Motorteile, das von der
Pumpe geförderte Betriebsdruckmittel drucklos abfließt bzw. die Pumpe auf Nullförderung
eingestellt wird, so ist die gemeinsame Pumpe während dieser Zeit völlig entlastet.
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Es sind bisher hydraulische Antriebe mit zwei oder mehreren Flüssigkeitsmotoren
bekanntgeworden, bei denen das Betriebsdruckmittel auseinem von einer kleinen Pumpe
gespeisten Kraftspeicher entnommen wird. Die Verwendung eines solchen Kraftspeichers
hat den Nachteil, daß der Platzbedarf und das Gewicht der Einrichtung verhältnismäßig
groß wird, was sich insbesondere bei ortsbeweglichen Anlagen sehr ungünstig auswirkt.
Auch ergibt sich aus dem weit verzweigten, Rohrsystem eine verwickelte, umständliche
Bauweise. Weit-er kommt hinzu, daß elie zur Auffüllung des Kraftspeichers dienende
kleine Pumpe normalerweise dauernd in Betrieb ist. Solange der Betriebsdruck im
Druckspeicher vorhält, wird das zur Auffüllung des Druckspeichers bestimmte ül leer
in den ölbehälter zurückgefördert. Dies bedeutet natürlich
eine
sehr unwirtschaftliche Betriebsweise. Diese Nachteile können bei der neuen Einrichtung
dadurch vermieden werden, daß der schwere und platzbeanspruchende. Kraftspel-, eher
mit seinen verwickelten Rohrleitungen wegfällt und gegebenenfalls die Pumpe durch,
-Verbindung der Steuerorgane mit der Pumpenhub#verstellung nur während des Arbeitens
eines oder sämtlicher Flüssigkeitsmotoren 01 fördert.
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Schließlich ist insbesondere für das Inhetriebsetzen, Drehzahlregeln,
Umsteuern und Stillsetzen von, Holzschlleifern, aber auch für allgemeine Verwendung
vorgeschlagen worden, von einer gemeinsamen Pumpe aus eine entsprechende Anzahl
von Flüssigkeitsmotoren in der Weise anzutreiben -, daß vor jedem Flüssigkeitsmotor
ein mit Handrad und Schraubenspindel bedienba.rer Drosselschieber angeordnet ist.
Gleichzeitig ist die Anordnung so getroffen, daß bei zunehmendem Arbeitswiderstand
bei Errcieben eines bestimmten Druckes an jedem Flüssigkeitsmotor durch einen mit
einer Feder abgestützten Verstellkolben der Drosselschieber selbsttätig in Schließstellung
gebracht wird und daß bei Fortpflanzung des Druckanstieges nach der Regelpumpe,
also auch bei Schließung der Steiierglieder aller Motoren, durch einen weiteren
vom Arbeitsdruck beaufschlagten Federkolben die Hubverstelleinrichtung der Regelpumpe
selbsttätig auf Nullförderung eingestellt wird. Infolge dieser für jeden Flüssigkeitsmotor
vor-
gesehenen Vereinigung von handbetätigtern Drosselschieber Lind vom Arbeitsdruck
ge-
steuerter Absperrvorriclitung und durch Anordnung einer zusätzlichen vom
Arbeitsdruck abhängigen Pumpenhubvarstelleinrichtung ergibt sich eine umständliche
und entsprechend teuere Bauart, die nur bei sehr umfangreichen Anlagen und bei solchen,
wo beim Arbeiten betriebsmäßig mit einem Druckanstieg zu rechnen ist, zweckmäßig
und erforderlich ist. Für viele Zwecke wird daher diese Ausführung, aus den genannten
Gründen nicht in Frage kommen.
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Diese Eigenart-en, die in der verwickelten Bauart und der sich daraus
ergebenden schwierigen Arbeitsweise begründet sind, werden bei Verwendung der Einrichtung
nach der vorliegenden Erfindung vermieden, so daß diese auch für andere Verwendungszwürke
brauchbar ist.
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Die Erfindung ist in den Ansprüchen i bis 3 gekennzeichnet.
Der Anspruch 4 ist ein reiner Unteranspruch ohne selbständige B.-deutung.
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In den beiliegenden Zeichnungen sind einige Ausführungsformen der
neuen Einrichtung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigen: ZD Abb. i die Anordnung
eines regelbaren Flüssigkeitsgetriebes in schematischer Darg!:#llung mit einer gemeinsamen
Pumpe mit gleichbleibender, auf einen festen Wert einkestellter Fördermenge und
mit beispielsweise zwei damit über einen Absperr- und Ablaufschieber und
je einen handbetätigten Steuerschieber verbundenen Flüssigkeitsmotoren, wobei
der gemeinsame Absperr- und Ablaufsch#ieber mit jedem der beiden Steuerschieberbedienungsorgane
in Eingriff steht.
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Abb. -> die davon etwas abweichende Anordnung eines regelbaren Flüssigkeitsgetricbes
in schematischer Darstellung mit einer gemeinsamen Pumpe mit veränderlicher Fördermenge
und mit beispielsweise zwei damit über -eine Nachfolgesteuerung und je, einen bandbetätigten
Steuerschieber verbundenen Flüssigkeitsmotoren, wobei die für die Hubverstellung
der Pumpe dienende Nachfolgesteuerung über Stetierkurven mit jedem der beiden Steuerschieberbedienungsorgane
in Verbindung steht.
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Die neue Steuerung nach, Abb. i besteht erfindungsgemäß im wesentlichen
aus einer regelbar,en, aber auf einen bestimmten Hul) fest eingestellten Pumpe i,
aus dcii davon angetriebenen zwei oder mehreren Flüssigkeitsmotoren 2,
3, aus d,-n in die Verl)iiidungsleitungen zwischen Pumpe und Motoren eingeschalteten,
mit entsprechenden geeigneten Bedienungsorganen (Handräder 4'(, 41,) einstellbaren
Steuerschiebern 5", 5 b bekannter Bauart, aus einem zwischen Pumpe
i und den Steuerschiebern 5a, 5 b angeordneten, in
be-
kannter Weise ausgebildeten Absperr- und Ablaufschieber6, der mit den
beiden Bedi#enungsorganen 4'. 4b über Kurvenscheiben 7"3 7 b.'Führungsrollen
8a, 8b , Gestänge ga, gl, i mit Anpreßfedern ioa,
Job und über einen Winkelhebelii mit Federi2 oder über andere geeignete übertragungseletnente
in Verbindung stehet. Ferner ist zwischen der von der Pumpe kommenden Druckleitung
13 und i der nach, dem ölhehälter14 führenden Ablaufleitung15 ein Sicherheitsventil16
eingebaut.
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Die Wirkungsweise der neuen Einrichtung ergibt sich, aus folgendem:
Soll z. B. der Flüssigkeitsmotor 3 in Bewegung gesetzt und auf eine bestimmte
Drelizahl eingestellt werden, so wird durch Betätigen des Bedienungsorganes 4b über
geeignete Zwischengli,eder (W'ell#c 17 h Kegelradüb-ersetzung 1
18b)
ein in seiner Ausführung 3 2' bekannter ZD Steu,erschieber
5b in seine Üffnungsstellung gebracht -, wobei- das Maß der Eröffnung von
der Größe des Dreliwinkels des Bedienungsorgans 4b abhängt. Gleichzeitig wird durch
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Verschwenken der Kurven- oder Nockenscheibe7b und durch Herauslaufen der
Führungsrolle
8b aus der Aussparung i g" der Kurvenscheibie
7 b auf ihreh Umfang das; Ge-Stänge gb gegen die Spannung der Feder i ob
in Pfeilrichtung b verschoben und damit durch Ausschwenken des Wink-elhebels
i i gegen die Spannung der Feder 12 der Absperr- und Ab-
laufschieber
6 so verstellt, daß dem von der Pumpe kommenden Betriebsdruckmittel der Weg
über den Absperr- und Ablaufschieber in Richtung nach den Flüssigkeitsmotoren freigegeben
wird* während die von dem Absperr- und Ablaufschieber 6 nach dem ölbehälter
14 führende Ablaufleitung 2o geschlossen wird. je nach der Größe der Eröffnung des
Steuerschiehers 5b, die durch Drelien am Bedienungsorgan 4b in feinfühliger
Weise eingestellt werden kann, wird dem Motor 3 mehr oder weniger
öl zugeleitet und je
nachdem eine niedrigere oder höhere Abtriebsdrehzahl
erteilt. Dies gilt in gleicher Weise für den Fall, daß nur der Motor 2 oder beide
Motoren 2 und 3 gleich-zeitig laufen. Das von der Pumpe i unter Umständen
zuviel geförderte öl entweicht durch das Sicherheitsventil 16 tu-id fließt
durch die Ablaufleitung 15 nach, dem ölbehälter 14. Die Drehrichtung jedes
Flüssigkeitsmotors läßt sich nach Belieben auf Links- oder Rechtslauf einstellen,
je nach--dem man das Bedlenungsorgan 4a b2#w. 4b links- oder rechtsherum
betätigt.
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Beim gleichzeitigen Laufen mehrerer Flüssigkeitsmotoren wird zum,
Stillsetzen des einen das betreffende tedienungsorgan 4 b bzw. 4-in seine
Mittelstellung0 zurückgedreht, wobei der betreffende Steuerschieber 5a bzw.
5b ge-
schlossen und durch Einlaufen der Führungsrolle 8a bzw.
8b in die Aussparung ig- bzw. Igb der KLirvenscheibe 7a bzw. 7 b das
Gestänge ga bzw. gb unter dem Einfluß der Feder ioa bzw. Job in Richtung
des Pfeiles,a zurückgezogen wird. Dabei ändert sich, an der Stellung des Winkelhehels
i i und des Absperr- und Ablaufschiebers 6 nichts, da der Winkelhehel i i
durch die zu dem anderen weiterlaufenden Motor 2 bzw. 3 gehörige Kurvenscheibie
7a bzw. 7 b und das Gestänge ga bzw. gb in seiner Lage festgehalten wird.
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Werden zum Stillsetzen sämtlicher Flüssigkeitsmotoren die-. Bedienungsorgane
4a und 4b auf Mittelstellung 0 zurückgedreht, so be-
wegen sich die
Führungsrollen ga und 8b
mit den zugehörigen Gestängen ga 1,md gb unter dem
Einfluß der 'Federn ioa und Job
in die Aussparungen iga und igb der Kurvenscheiben
7a und 7 b zurück, so daß der Winkelhehel i i unter Wirkun g der Feder
i --
in seine Nullstellung zurückgesdh.wenkt wird. Dieser verstellt den Absperr-
und Ablaufschieber6 in der Weise, daß einerseits der Durchlauf des Betriebsdruckmittelg
nagh den Hüssigkeitsmotoren gesperrt und anderseits sein Ablauf durch die Ablaufleitung
2o nach dem ölbehälter 14 geöffnet wird. Daraus ergibt sich" daß die gesamte von
der Pumpe i geförderte Flüssigkeitsmenge -nach, dem Öl-
behälter 14 zurückströmt
und die Flüssigkeitsmotoren überhaupt kein öl erhalten.
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In der davon etwas, abweichenden Ausführung nach, Abb. 2 unterscheidet
sich die neue Steu,ereinrichtung von der Ausführung nach Abb. i im wesentlichen
dadurch, daß außer der Drosselung des Betriebsdruckmittels durch. Steuerschieber
5a, 5 b noch eine Beeinflussung des Hubstellgliedes 21 der
Regelpumpe i vorgesehen ist, wozu beispielsweise eine Nachfolgesteuerung 22 eingebaut
werden kann,. Diese steht über Winkelhebel 23a bzw. 23 b und Verstellkurven
24a bzw. 24b, die an den nach außen herausgAführten Enden der Schieberkö.'rper angeordnet
sind, mit den Steuierschiebern 5a bzw. 5 b in Verbindung. Diese Ausführung
mit Nachfolgesteuerung kommt insbesondere für größere Leistungen in Frage, bei denen
die zur Pumpenhubverstellung erforderlichen Kräfte für eine reine Handbetätigung
zu groß werden.
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-Die Nachfolgesteuerung 22 besteht im wesentlichen aus einem an dem
Pumpengchäuse i befestigten Zylinder 2 5, einem darin verschiebbaren, mit
dem Hubstellglied 2 1 der Pumpe verbundenen Nachfolgekolben 26 und einem
in diesem Kolben beweglich, geführten Steuerschieber27, der über zwei Winkelhebel
23a,- 23 b mit den Verste#llkurVCII 24-", 24b der Motorensteuerschieher
5a, 5b in Eingriff steht und durch, eine Schraubenfeder 28 abgestützt
ist. Die Bohrung des Zylinders, besitzt zwei Ringkanäle 29, 3o, von denen der eine
aneine zusätzliche kleine. Pumpe 3 1 und der anderc überein Rückschlagventil
3 2 an das nach dem ölbehälter 14 führende Ablaufrohr 33 angeschlossen
ist.
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Die beiden Seiten des NachfolgekolbenS 26
stehen mit der Bohrung
und der Mantelfläche dieses Kolbens durch Kanäle 34, 35, 36, 37
und
38 in Verbindung. Dabei wird der dauernde Eingriff zwischen den Winkelheheln
23 a bzw. 23 b und den Verstellkurven 24" bzw. 24 b durch,
die Spannung der-Feder28 gewährleistet, die gleichzeitig, wenn beide Bedienungsorgane
4a, 4b in Mittelstellung0 stehen, den Steuerschieber 27 der Nachfolgesteuerung
zwangsläufig auf Nullhub einstellt.
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Die Wirkungsweise der Ausführung nach Abh. 2 ergibt sich aus folgendem:
Soll z. B. der Flüssigkeitsmotor 2 in Richturig des Pfeiles I, d. h. im Sinne
des Uhrzeigers, in Gang gesetzt werden, so wird das Bedienungsorgan4a in Richtung
nach StellungI geschwenkt, wodurch über Ritzel39a und Zahnstange40a oder andere
geeignete
Übertragun-smittel der Steuerschieber 5(1 in Richtung
des Pfeiles.a verschoben wird. Damit wird die von der Pumpe, i kommende Druckleitung
13 durch den Steuerschieber 5a Z>
o#eöff-net, so daßdasBetriebsdruckmitteldurch
die Leitung41 nach. dem Flüssigkeitsmotor2 #trÖmt und diesem je nach, Größe
des Aussch,lages des Bedienungsorganes4a eine kleinere oder größere Abtriebsdrehzahl
erteilt. Das vom Motor drucklos zurückströmende öl fließt durch die Leitung
42, durch, das Ge-
häuse der Steuerschieber 5a und 5b und die Ablaufleitung
43 -nach dem ölbehälter 14. Gleichzeitig wird die am linken Ende des Steuerschiebers
5a befestigte VerstellkurVe 24a in Pfeilrichtung a verschoben, so daß der Winkelhebel
23a durch Auflaufen seines freien Endes auf den durch den Winkelhebel verdeckten
Teil der Verstellku.rve nach außen geschwenkt und der im Innern des NachfolgekolbenS
26 geführte Steuerschieber 27 durch das andere Ende des WinkelhAels
in Pfeilrichtunga verschoben wird, und zwar in dem Maße, wie das Bedienungsorg a
n 4a zwischen Mittelstellung 0 und Endlage I ausgeschwenkt wird.
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Während dieser Verstellbewegun- wird der zweite Winkelhebel
23b, der über den Steuerschieber 27 mit dem ersten *Winkelhebel 23a
gelenkig verbunden ist, ebenfalls nach außen geschiv enkt, wodurch er von der stillstehenden
Kurve 24b abgehoben wird. Da also an dieser Verstellkurve keine rückwirkende Kraft
auftritt, so bleibt der Steuerschleber 5 b und das zugehöri-e Bedienungsorgan
4b in seiner Mittelstellung unverändert stehen.
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Durch die Verschiebun- des Steuerschiebers 27 in Pfeilrichtunga
werden im Nachfolgekolben die Kanäle 34, 35 und 36, 37
miteinander
verbunden, so daß das von der Pumpe31 geförderte öl auf die linke Seite des
Nachfolgekolbens --6 tritt und diesen in Pfeilrichtunga verschiebt, wobei
das auf der rechten Nachfolgekolbenseite befindliche öl
durch die Kanäle
36, 37, durch den Ringkana130 über das Rückschlagventi13-- und durch die
Ablaufleitun933 nach dem ölbehälter 14 ;entweicht. Sobald der Nachfolgekolben dem
Steuerschiebier 27 so weit nachgefolgt ist, daß er gegenüber dem Steuerschieber
wieder seine ursprüngliche Stellung einnimmt, ist auch die Verbindung zwischen den
Kanälen 34, 35 und 36, 37 unterbrochen, womit der Nachfol-ekolben
augenblicklich zum Stillstand kommt. je nach dem Verschiebeweg des Steuerschiebürs
ist auch die von dem Nachfolgekolben zurückgelegte Strecke kleiner Öder größer,
so daß damit eine sehr genaue, sich selbststeuernde Verstellun- des Pumpenhubstellgliedes
21 erreicht wird, ohne daß dabei eine Rückführung in die Anfängsstellung nötig ist.
Solange keine Nachfolgebewegung stattfindet, fördert die Za.hnradpumpe3i über das
Überströmventil 44 in den ölbehälter 14.
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Da das Hubstellglied 2 1 der Pumpe i mit dem Nachfolgekolben26 fest
verbunden ist, wird bei jeder Nachfolgebewegung die Pumpe i iwangsläufig auf den
entsprechenden Hub eingestellt und dem betreffenden Flüssigkeitsmotor bzw. den Flüssigkeitsmotoren
eine entsprechende kleinere oder größere Fördermenge zugeleitet. Die Drehzahl dieses
Flüssigkeitsmotors bzw. dieser Flüssigkeitsmotoren kann auch während des Betriebes
in einem weiten Bereich, stufenlos ge-
regelt werden, indem das Bedienungsorgan
4#, bzw. die Bedienungsorgane 4a und 4b in dem Bereich. zwischen Mittelstellung
0 und Stellung I verstellt werden.
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Soll der Flüssigkeitsmotor 2 auf Linksgang (Pfeilrichtung II) umgesteuert
bzw. auf eine beliebige Linksdrehzahl eingestellt werden, so wird das Bedienungsorgan
4g in eine entsprechende Lage zwischen Mittelstellung 0
und Endstellung
II gebracht. Dies bewirkt, daß der Motorsteuerschieber 5a über Ritzel 39a und Zahnstange
40a in Pfeilrichtung b
verschoben und damit die von der Pumpe i kommende Druckleitung
13 nunmehr mit der zum Flüssigkeitsmotor 2 führenden Leitung 42 verbunden wird,
während die andere Motorleitung 41 über den Ka nal 45 an die nach dem ülbehälter
14 führende Ablaufleitung 43 angeschlossen wird. Dies bedeutet gegenüber
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der früheren Bedienungsorganeinstellung zwischen 0 und
1 f ür den Flüssigkeitsmotor eine Vertauschung der Druckleitung und der drucklosen
Ablaufleitung, so daß der Motor 2 nunmehr im entgegengesetzten Sinne, also in PfeiUrichtung
11 umläuft. Die Höhe der Drehzahl selbst richtet sich dabei wieder nach dem
Ausschlag des Bedienungsorgans 4a und der jeweiligen Größe der Hubverstellung der
Pumpe i. Dabei arbeitet die Nachfolgesteuerung in gleicher Weise, wie bereits für
den Rechtslauf des Flüssigkeitsmotors 2 beschrieben -, nur mit dem Unterschied,
daß der Nachfolgekolben dem Steuerschieber in Pfeilrichtung b, nachfolgt.
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In völlig gleicher Weise kann auch der Flüssigkeitsmotor
3 durch, Verstellen des Bedienungsorganes 411 zwischen Mittelst-ellung
0
und Endlage 1 bzw. zwischen Mittelstellung 0
2, und Endlage
II in einem weiten Bereich auf beliebige Drehzahlen im Links- oder Rechts-[auf eingestellt
werden.
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Da jedem der zwei oder mehr Flüssigkeits-.notoren ein Steuerschieber
und eine Verstellzurve zugeordnet sind, ferner die Steuerschie- i )er nach Bedarf
- räumlich nahe beieinander angeordnet und als ein geschlossenes Ganzes
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ausgebildet werden können, so lassen sich mit Leichtigkeit
von einem Standort aus gleichzeitig zwei oder mehrere Flüssigkeitsmotoren in gleicher
oder entgegengesetzter Drehrichtung in Bewegung setzen, auf gleiche oder verschieden
große Drehzahlen einstellen sowie in bteliebiger Reihenfolge und unabhängig voneinander
stillsetzen.
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, inden sich beide Steuerschiebier 5a 5b
,Bef
in MittelsteJ1u.ng0, so steht di& Pumpia auf Nullförderung.