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Elektrohydraulische Steuerung für Absperrorgane, Schieber, Ventile,
Hähne Die Erfindung betrifft eine elektrohydraulische Steuerung für Absperrorgane,
Schieber, Ventile, Hähne, an deren Spindel der Kolben eines Druckmittelhubzylinders
angreift, in den Druckflüssigkeit durch eine elektrisch angetriebene Pumpe gefördert
wird, an deren Saugstutzen ein Vorratsbehälter angeschlossen ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Betriebssicherheit dieser Steuerungen
bei möglichst einfacher Bauart der Steuerung zu erhöhen. Nach der Erfindung ist
bei elektrohydraulischen Steuerungen der obengenannten Gattung der Vorratsbehälter
oberhalb der Pumpe angeordnet und die Pumpenwelle von oben durch den Vorratsbehälter
hindurchgeführt. Hierdurch wird die sonst benötigte Stopfbuchse für die Pumpenwelle
überflüssig. lies ist wichtig, weil dadurch eine bedeutende Fehlerduelle, und zwar
die sonst an der Stopfbuchse auftretende U'ndichtigkeit, beseitigt wird. Beim Erfindungsgegenstand
werden im übrigen Verluste von Druckflüssigkeit, die
durch Undichtigkeiten
entstehen, selbsttätig ersetzt. Der Pumpe der elektrohydraulischen Steuerung steht
beim Anlaufen sofort Druckflüssigkeit zur Verfügung, so daß die Pumpe sofort voll
wirksam wird und sich keine unerwünschten Anlaßverzöger ungen ergeben.
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Es ist an sich bekannt, insbesondere an Flüssigkeitsgetrieben, für
den selbsttätigen Ausgleich von Druckflüss igkeitsverlusten zu sorgen.
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Es ist ferner an elektrohydraulischen Steuerungen für Absperrorgane
bekannt, Druckmittelverluste durch besondere Anordnung der Pumpe möglichst zu vermeiden.
Bei diesen bekanntern Steuerungen, die keinen Vorratsbehälter aufweisen, ist der
Förderraum der Pumpe oberhalb derselben angeordnet. Die Folge davon ist, daß beim
Stillstand der Pumpe das Druckmittel zurückfließen kann. Um dies zu verhindern,
muß in der einen Endstellung der Steuerung die Pumpe ständig weiterlaufen. Auch'
' sind Zwischenstellungen bei dieser Steuerung nicht einregelbar.
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Schließlich ist bekannt, elektrohydraulische Steuerungen mit einem
Vorratsbehälter auszurüsten. Bei diesen liegt der Vorratsbehälter tiefer als die
Pumpe. Hierdurch besteht die Gefahr, daß die Pumpe nicht ansaugt oder mit der Druckflüssigkeit
auch Luft angesaugt wird, so daß der Betrieb in Frage gestellt ist.
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Diese Nachteile werden beim Erfindungsgegenstand vermieden.
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Nach einerAusführungsform der Erfindung ist der Vorratsbehälter mit
dem Förderraum der stets in derselben Richtung fördernden Pumpe durch ein Ventil
verbunden, das beim Hingang des federbelasteten Kolbens geschlossen gehalten und
zur Herbeiführung des Kolbenrückganges geöffnet wird. Diese Ausführungsform ermöglicht
die Verwendung einer stets in derselben Richtung fördernden Pumpe und damit auch
eines verhältnismäßig einfachen Elektromotors, dessen Drehrichtung nicht umkehrbar
zu sein braucht. Man wird hierdurch auch in der Wahl der Pumpenbauart freizügiger.
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Das genannte Ventil kann elektromagnetisch in seiner Schließlage gehalten
werden, so daß bei Stromunterbrechung selbsttätig der Kolbenrückgang stattfindet.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
im Schnitt dargestellt, und zwar zeigt Abt). I eine elektrohydraulische Steuerung
mit stets in der gleichen Richtung fördernder Pumpe, Abb.2 eine gleiche Steuerung,
aber mit umkehrbarer Förderrichtung der Pumpe.
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In Abb. I ist das zu betätigende Ventil bei I angedeutet. 7um Betätigen
des Ventils I dient die Kolbenstange 2, deren Kolben 3 im Gelhäuse4t verschiebbar
und durch eine Druckfeder 25 belastet ist. Der Raum 5 olbrlhall) des Kolbens 3 ist
durch den Kanal 6 an den Auslaßkanal der Pumpe 7 angeschlossen. Im Kanal 6 ist ein
Rückschlagventi145 angeordnet, dessen Hub zum Regeln der Pumpenförderung zweckmäßig
veränderbar ausgebildet wird. Der Raum 8 unterhalb des Kolbens 3 ist durch den Kanal
g und den Kanal Io an den Einlaßkanal der Pumpe angeschlossen und außerdem durch
die Verlängerung ga des Kanals g mit dem Vorratsbehälter 30 verbunden, der oberhalb
des Gehäuses 4, I I angeordnet ist. Der Vorratsbehälter 30 ist teilweise mit Druckflüssigkeit
gefüllt; ersteht ständig unter atmosphärischem Druck. Zwischen dem Vorratsbehälter
30 und dem Steuerraum 5 ist ein weiterer Kanal I2 angeordnet, der durch das Ventil
I3 überwacht wird. Das Ventil I3 ist durch das Gestänge I4, I5 mit dem Anker eines
Elektromagneten I6 derart verbunden, daß bei erregtem Elektromagneten I6 das Ventil
I3 geschlossen gehalten wird. Der größte Öffnungsquerschnitt des Ventils I3 wird
vorteilhaft ebenfalls verstellbar gemacht.
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Die Pumpe 7 wird von dem Elektromotor I7 angetrieben, und zwar stets
in der gleichen Drehrichtung. Die Pumpenwelle 7a ist von oben durch den Vorratsbehälter
30 hindurchgeführt.
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Zur selbsttätigen Ausschaltung des Motors I7 nach beendeter Stellbewegung
der Kolbenstange 2 dient deren obere Verlängerung I8, die auf den Endausschalter
Ig einwirkt.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Soll das nach Abb. i geschlossene
Ventil geöffnet werden, so wird der Motor 17 eingeschaltet und damit die Pumpe 7
wirksam. Die Pumpe fördert die Druckflüssigkeit aus dem Steuerraum 8 über die Kanäle
g und io zum Kanal 6 und über das Rückschlagventil 45 zum Steuerraum 5. Das. Ventil
13 wird hierhc-i durch den Magneten 16 geschlossen gehalten. Infolgedessen geht
der Kolben 3 abwärts, wobei die Feder 25 zusammengedrückt wird. Das Ventil i wird
somit durch die Kolbenstange 2 geöffnet.
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Diese Bewegung der Kolbenstange :2 wird beendet, wenn der Anschlag
2o an der Stange i S auf den Endausschalter ig trifft und damit die Stromzufuhr
zum Motor 17 unterbricht.
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Soll (las Ventil i geschlossen werden, so wird am Schalter 21 die
Stromzufuhr zum Magneten 16 unterbrochen. nunmehr öffnet sich (las Ventil 13, so
daß unter der Einwirkung der vorher gespannten Feder 25 der [t011)--11 3 aufwärts
gehen kann, wobei die Druckflüssigkeit aus dem Steuerraum 5 über
Kanal
I2, Vorratsbehälter 3o und Kanäle 9a und 9 zum Steuerraum 8 fließen kann.
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Hieraus geht hervor, daß bei zufällig ausbleibender Stromzufuhr das
Ventil I selbsttätig geschlossen wird; denn auch in diesem Fall öffnet sich das
Ventil I3, so daß der Widerstand der Druckflüssigkeit im Steuerraum 5 fortfällt
und die Feder 25 den X olben 3 aufwärts bewegen kann.
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Der Vorratsbehälter 30 steht mit dem Steuerraum 8 ständig in Verbindung;
etwaige Druckflüssigkeitsverluste am Austritt der Kolbenstange 2 aus dem Gehäuse
werden infolgedessen ohne weiteres ersetzt. Der Flüssigkeitsstand im Vorratsbehälter
3o kann in einfacher Weise durch an sich bekannte Meßvorrichtungen äußerlich erkennbar
gemacht werden.
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Die Anordnung des Vorratsbehälters 30 oberhalb der Pumpe bietet den
Vorteil, daß eine Stopfbuchse für die Welle 7a der Pumpe 7 entbehrlich ist.
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Die Ausführungsform nach Abb. 2 enthält wie die Ausführungsform nach
Abb. I den Motor I7, dessen Welle 7a die Pumpe 7 treibt. Durch die Pumpe 7 wird
der Kolben 3 gesteuert, dessen Kolbenstange 2 das Ventil od. dgl. verstellt. Während
j edoch nach Abb. I die Pumpe stets in der gleichen Richtung fördert, ist nach Abb.
2 die Drehrichtung des Motors und damit die Förderrichtung der Pumpe umkehrbar.
Der eine Anschluß der Pumpe 7 steht über die Kanäle 3I und 32 mit dem unteren Kolbenraum
33 in Verbindung, während ihr anderer Anschluß über den Kanal 34 mit dem Kolbenraum
35 verbunden ist. Der Vorratsbehälter 30 ist über das Rückschlagventil 36 mit dem
Kanal 3I und über das Rückschlagventil37 mit dem Kanal 34 verbunden. Die Kolbenräume
35 und 33 können durch die Umlaufleitungen 38, 39, 40 miteinander verbunden werden,
in denen nach entgegengesetzten Richtungen sich öffnende federbelastete Rückschlagventile
4I, 42 angeordnet sind, deren Durchflußquerschnitt durch von Hand einstellbare Nadelventile
43, 44 regelbar ist.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Bei der einen Drehrichtung des Motors
I7 fördert die Pumpe 7 die Druckflüssigkeit aus dem Kolbenraum 33 über die Kanäle
32, 3I und 34 zum Kolbenraum 35. Der Kolben 3 mit der Kolbenstange 2 geht dann abwärts.
Die Geschwindigkeit dieser Abwärtsbewegung erreicht ihren Höchstwert, wenn die zugehörige
Umlaufleitung 40, 38 durch das Nadelventil 43 völlig geschlossen ist. Soll die Abwärtsgeschwindigkeit
des Kolbens 3 bei unveränderter Drehzahl des BMotors I7 kleiner werden, so öffnet
man das Ventil 43. In diesem Fall fließt ein Teil der von der Pumpe geförderten
Druckflüssigkeit auf dem Weg 33, 32, 3I, 7, 34, 40, 4lI, 38 zum Kolbenraum 33 zurück,
ohne auf die Kolbenbewegung Einfluß zu haben.
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Bei umgekehrter Drehrichtung der Pumpe 7 fördert die Pumpe aus dem
Kolbenraum 35 die Druckflüssigkeit über die Kanäle 34, 3I und 32 zum Kolbenraum
33. Daraus ergibt sich, daß numnehr der Kolben aufwärts geht. Die Geschwindigkeit
dieser Aufwärtsbewvegung kann ähnlich, wie dies mit Bezug auf die Abwärtsbewegung
des Kolbens beschrieben wurde, durch die Umlaufleitung 39, 42, 4o und das Nadelventil
44 verändert werden, ohne daß die Drehzahl des Motors I7 geändert zu werden braucht.
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Befindet sich in einem der Kolbenräume nicht genügend Druckflüssigkeit,
so öffnet sich selbsttätig eines der Ventile 36, 37, so daß aus dem Vorratsbehälter
3o Druckflüssigkeit zu dem zugehörigen Kolbenraum nachfließen kann.
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Weder bei der Ausführungsform nach Abb. I noch bei der Ausführungsform
nach Abb. 2 ist für die Pumpenwelle 7a eine Stopfbuchse erforderlich. Denn in beiden
Fällen ist diese Welle durch den Vorratsbehälter 30 hindurchgeführt.
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Die Ventile 36, 37 können so eingestellt werden, daß sie sich bereits
bei verhältnismäßig kleinen Druckunterschieden öffnen und Druckflüssigkeit zu den
Kolbenräumen nachfließen lassen.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. i ist die Füllung des unteren Kolbenraums.
8 nicht unbedingt erforderlich, da hier die Feder 25 -die Aufgabe der Druckflüssigkeit
übernehmen kann; jedoch ändert sich dann mit der Stellung des Kolbens 3 auch der
Flüssigkeitsspiegel im Vorratsbehälter 30.