DE841836C - Elektrohydraulische Verstellvorrichtung mit eingebautem Motor - Google Patents

Description

• Elektrohydraulische Verstellvorrichtung mit eingebautem Motor Elektrohydraulische Verstellvorrichtungen bestehen im wesentlichen aus dem elektrischen Antrieb, der mit diesem gekuppelten Pumpe, dem vom Drucköl der Pumpe beaufschlagten Stellkolben und einem Pumpe und Stellkolben aufnehmenden Zylinder, der gleichzeitig als Ölbehälter dient. Bei einer vorzugsweise zur Anwendung kommenden Bauart sind Motor, . Pumpe und Kolben gleichachsig zueinander angeordnet, wobei der Motor auf dem oberen Deckel des im wesentlichen senkrecht stehenden Zylinder sitzt. Die Bewegung des Stellkolbens wird hierbei über zwei Kolbenstangen nach außen abgeleitet, die diametral gegenüberliegend am Motor vorbeiführen und oberhalb desselben durch ein Querjoch miteinander verbunden sind.
• Gegenstand der Erfindung ist eine elektrohydraulische Verstellvorrichtung, die sich gegenüber den bekannten Bauformen durch die gleichzeitige Anwendung folgender Merkmale kennzeichnet: a) Zumindest angenähert gleichachsige Anordnung von Motor, Pumpe und Stellkolben, b) Anordnung des Motors unter C51 im Ölbehälter der Pumpe, c) Tränkung der Motorwicklungen mit ölfestem Lack oder Lack- oder Zinnüberzug bei Käfigwicklung, d) gemeinsamer Zylinder für die Aufnahme von Stellkolben, Pumpe und Motor, e) Anordnung des Motors am unteren Ende des gemeinsamen Zylinders und Antrieb der oberhalb liegenden Pumpe von unten her, f) zentrale Kolbenstange mit einer Abdichtung gegen Austritt drucklosen Öles.
• Die Zeichnung zeigt eine solche elektrohydraulische Verstellvorrichtung in einem Vertikalschnitt eines Ausführungsbeispieles.
• Es bezeichnen io den langgestreckten, alle betriebswichtigen Bauteile aufnehmenden Zylinder, i i den am unteren Ende des Zylinders eingebauten elektrischen Antriebsmotor, 12 das gleichzeitig den Abschlußdeckel des Zylinders io bildende untere Lagerschild des Motors, 13 das obere Motorlager-Schild, 14 eine in der höhlen Motorwelle axial verschiebbare Vierkantwelle, 15 die über diese Vierkantw-elle angetriebene Kreiselpumpe, 16 den gleichzeitig das Pumpengehäuse bildenden Stehkolben, 17 die durch eine Abdichtung 18 im oberen Zylinderabschluß nach außen führende zentrale Kolbenstange, i g den Anschlußkasten für die, elektrische Zuleitung, 2o Außenrippen des Zylinders io zum Ableiten der vom Öl aufgenommenen Verlustwärme, 21 ein Schwenkauge am unteren Lagerschild 12 und 22 eine verschraubbare Öffnung zum Einfüllen des Betriebsöles.
• Der Zylinder i o ist etwa bis zur angegebenen Höhe mit 01 gefüllt. Beim Anlaufen von Motor i i und Pumpe 15 wird das Öl aus dem Raum oberhalb des Stellkolbens 16 angesaugt und in den Raum unterhalb desselben gedrückt. Der Stellkolben i6 bewegt sich nach oben und betätigt über die Kolbenstange 17 das mit der Verstellvorrichtung gekuppelte Arbeitsgerät, z. B. eine Haltebremse, Presse od. dgl. Wird der Motor ii abgeschaltet, so werden Kolben 16 und Pumpe 15 unter der Wirkung einer beim Arbeitshub geladenen Gegenkraft, z. B. Feder oder Gewicht, wieder in die untere Ausgangslage zurÜckgedrückt. Das Öl strömt hierbei von der Kolbenunterseite zur Kolbenoberseite zurück.
• Außer der Pumpe 15 mit ihren Wellen und Lagern sowie dem Stellkolben 16 ist also auch der Motor i i dauernd vom Öl eingeschlossen. Dadurch werden starke örtliche Erhitzungen, z. B. bei fehlerhaftem Einphasenbetrieb, vergleichmäßigt und die überlastete Teilwicklung vor dem Durchbrennen geschützt. Die Wicklungen des Motors ii sind mit ölfestem Lack getränkt. Bei Käfigankern erhält der Käfig einen ölfesten Lack- oder Zinnüberzug. Der Flüssigkeitswiderstand der umlaufenden Teile, insbesondere des Motorläufers, wird dabei vorzugsweise so bemessen, daß bei Abschaltung des Motors die Pumpe möglichst schnell abgebremst und dadurch im erwünschten Maße die Senkzeit des Stellkolbens stark abgekürzt wird. Als weiteres Mittel zur Verkürzung der Senkzeit kann die Viskosität des Öles in Abhängigkeit von der Temperatur so gewählt werden, daß bei Beharrungstemperatur der Flüssigkeit, z. B. 75° C, noch genügend Flüssigkeitswiderstand zur Abbremsung der umlaufenden Teile vorhanden ist. NN'eiter kann es sich in manchen Fällen empfehlen, als Betriebsflüssigkeit ein .Öl von so hoher Viskosität bei geringer Temperatur zu verwenden, daß leim Anlauf des Motors und der Pumpe eine erhöhte Reihungsleistung erzeugt wird, die das 01 schnell bis zu seiner Beharrungstemperatur aufheizt.
• Die Verlustleistung des Motors wird mit wachsender Temperatur des Öles infolge der fallenden `@ iskosit:it so weit herabgesetzt, daß im Beharrungszustand die durch die Gehäuseoberfläche. bgeführte Wärme gleich dieser Verlustleistung ist. Die die Gehäuseoberfläche vergrößernden Außenrippen 2o tragen dazu bei, daß dieser Gleichgewichtszustand 'möglichst erhalten bleibt.
• Ist die Verstellvorrichtung auch tiefen Außentemperaturen ausgesetzt, so kann man bei Verwendung eines Drehstrommotors als Antrieb zwecks Aufheizung des Öles den Motor dauernd mit einer Phasenwicklung über zwei Zuleitungen eingeschaltet halten. Soll der Motor anlaufen, so wird die dritte Zuleitung zugeschaltet. Hierbei kann man die Schaltungsanordnung auch so vorsehen, daß das Abschalten des Motors dreiphasig erfolgt und durch eine Verzögerungsschaltung die zwei Zuleitungen erst nach einer solch' langen Zeit wieder zugeschaltet werden, daß der Elektromotor sicher zum Stillstand gekommen ist. Der Motor kann auch nach Abschaltung von der Betriebsspannung mit stark verminderter Spannung und dadurch stark verminderter Drehzahl über den Abschalter überbrückende und fest eingebaute Widerstände in Betriebspausen weiter betrieben werden. Bei Verwendung normaler Drehstrommotoren mit Kurzschlußankern als Antriebsmotoren und von Kreiselpumpen als Pumpen kann gegebenenfalls auch ein Einphasenwechselstrombetrieb dadurch ermöglicht werden, daß die dritte Phase nur über einen Betriebskondensator angeschlossen wird.
• Wie die Zeichnung zeigt, haben beim Ausführungsbeispiel der Stellkolben 16 und das obere Lagerschild 13 den gleichen Außendurchmesser. Der Zylinder io braucht daher nur auf einen Innendurchmesser ausgedreht zu werden. Es sind auch Ausführungen möglich, bei denen der Kolbendurchmesser größer als der Motordurchmesser ist. Auch in diesem Falle wird der Zylinderdurchmesser auf der ganzen Länge gleich groß gehalten und das obere Motorlagerschild 13 mit seinem Flansch auf den Zylinderdurchmesser gebracht. Die die Vierkantwelle 14 aufnehmende Motorwelle ist vorteilhaft mit einer nach unten durchgehenden Axialbohrung versehen, die am unteren Ende Auslaßöffnungen in der, drucklosen Ölraum aufweist. Das beim Arbeitshub gegebenenfalls in die Motorwelle eingedrungene Öl kann auf diese Weise beim Rückhub nach unten abströmen, ohne daß eine die Senkzeit verlängernde und deshalb meistens unerwünschte Dämpfung eintritt.
• Abweichend von der gezeigten Bauform kann der obere Teil des Zylinders io z. B. durch flaschenförmige Verengung so ausgebildet sein, daß auch bei starken Schräglagen der Pumpeneintritt in der oberen Hubstellung immer noch von Öl bedeckt ist. Ist die Vorrichtung mit einem Hub- und Senkventil für die Einstellung der Hub- und Senkzeiten versehen, so wird man vorteilhaft die Einstellglieder dieser Ventile so anordnen, daß sie beide durch die obere Oleinfüllöffnung 22 verstellt . werden können. Als besonderer Schatz für die Motorwicklung können temperaturabhängige Schalter z. B. in jeder der drei Phasenwicklungen des Motors drei Bimetallausschalter eingefügt werden, die etwa zwischen ioo bis 12o° C abschalten, so daß bei großen Störungen, z. B. Kurzschluß, der Motor wirksam geschützt wird. Als weiterer Schutz kann ein Überdruckventil vorgesehen sein, (las z. B. auf 5 atü eingestellt und z. B. in der EinfüllschraUbe 22 angeordnet wird.
• Als Betriebsflüssigkeit kommt vorzugsweise ein Ö1 mit hohem spezifischem Gewicht, insbesondere Clophen (spezifisches Gewicht 1,5), zur Anwendung.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Flektrohydraulische Verstellvorrichtung mit einem elektrischen Antriebsmotor, einer von diesem angetriebenen Pumpe und einem vom Drucköl dieser Pumpe beaufschlagten Stellkolben, gekennzeichnet durch die gleichzeitige Anwendung folgender Merkmale: a) Zumindest angenähert gleichachsige Anordnung von Motor, Pumpe und Stehkolben, b) Anordnung des Motors unter 01 im Ölbehälter der Pumpe, c) Tränkung der Motorwicklungen mit ölfestem Lack, ölfester Lack- oder Zinnüberzug bei Käfigwicklung, (1) gemeinsamer Zylinder für die Aufnahme von Stellkolben, Pumpe und Motor, e) Anordnung des Motors am unteren Finde des gemeinsamen Zylinders und Antrieb der oberhalb liegenden Pumpe von unten her, f) zentrale Kolbenstange mit einer Abdichtung gegen Austritt drucklosen Öles.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerschild des Motors mindestens den gleichen Außendurchmesser wie der Stellkolben aufweist.
3. 3. Vorrichtung nach Nilspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, (laß (las untere Lagerschild des Motors gleichzeitig den Abschlußdeckel des Zylinders bildet. . Vorrichtung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der den Stellkolben, die Pumpe und den Motor aufnehmende gemeinsame Zylinder mit Außenkühlrippen versehen ist. 5. Vorrichtung nach Anspruch i bis .4, bei der die Pumpe in den Kolben eingebaut ist und mit dein Motor über eine ausziehbare Welle, z. B. Vierkantwelle, gekuppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorwelle, in die die ausziehbare Pumpenwelle eingreift, mit einer durchgehenden Axialbohrung versehen ist, die am unteren I?nde Auslaßöffnungen in den drucklosen Ölrahm aufweist. 6. Vorrichtung nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitswiderstand de" umlaufenden Teiles, insbesondere des Motorläufers, so bemessen ist, daß bei Allschaltung des Motors die Pumpe, insbesondere eine Kreiselpumpe, schnell abbremst und dadurch die Senkzeit des Stellkolbens stark abgekürzt wird. \"orriclitung nach Anspruch i bis 6, dadurch gekeinnzeichnet, daß die Viskosität des Betriebsöles in Abhängigkeit von der Temperatur so gewählt ist, daß bei Beharrungstemperatur des Öles, z. B. 75° C; noch genügend Flüssigkeitswiderstand zum Abbremsen des umlaufenden Teiles und damit zur Erzielung kurzer Senkzeiten vorhanden ist. B. Vorrichtung nach Anspruch i bis 7, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Öles von so hoher Viskosität bei geringer Temperatur, daß beim Anlauf von Motor und Pumpe eine erhöhte Reibungsleistung erzeugt wird, die das Öl schnell bis zur Beharrungstemperatur aufheizt. g. Vorrichtung nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlustleistung mit wachsender Temperatur des Öles infolge der fallenden Viskosität so weit herabgesetzt wird, daß im Beharrungszustand die durch die Gehäuseoberfläche abgeführte Wärme gleich dieser Verlustleistung ist. to. Vorrichtung nach Anspruch i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei tiefen Außentemperaturen und bei Verwendung eines Drehstrommotors als Antrieb der Motor dauernd mit einer Phasenwicklung über zwei Zuleitungen zwecks Aufheizung des Öles eingeschaltet ist und das Anlaufen des Motors allein durch Zuschalten der dritten Zuleitung erfolgt. i i. Vorrichtung nach Anspruch io, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschalten des Motors dreiphasig erfolgt und durch eine Verzögerungsschaltung die zwei Zuleitungen erst nach einer solch langen Zeit zugeschaltet werden, daß der Elektromotor sicher zum Stillstand gekommen ist. 12. Vorrichtung nach Anspruch i bis i i, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor nach Abschaltung von der Betriebsspannung mit stark verminderter Spannung und dadurch mit stark verminderter Drehzahl über den Abschalter überbrückende und fest eingebaute Widerstände in Betriebspausen weiterbetrieben wird. 13. Vorrichtung nach Anspruch i bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung normaler Drehstrommotoren mit Kurzschlußanker als Antriebsmotoren und von Kreiselpumpen als Pumpen zwecks Betrieb mit Einphasenwechselstrom die dritte Phase nur über einen Betriebskondensator angeschlossen ist. 14. Vorrichtung nach Anspruch i bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Teil des Zylinders z. B. durch flaschenförmige Verengung so ausgebildet ist, daß auch bei starken Schräglagen der Pumpeneintritt in der oberen Hubstellung immer noch vom Öl bedeckt ist. i 5.' Vorrichtung nach Anspruch i bis 14 mit einem Hub- und Senkventil für die Einstellung der Hub- und Senkzeiten, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das Hubventil als auch das Senkventil durch die obere Oleinfüllöffnung des "Zylinders verstellbar ist. 16. Vorrichtung nach Anspruch i bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorwicklung durch temperaturabhängige Schalter, die im Flüssigkeitsraum eingebaut sind, bei zu hohen Flüssigkeitstemperaturen abgeschaltet wird. 17. Vorrichtung nach Anspruch i bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der den Motor unter 01 einschließende Zylinder mit einem Überdruckventil versehen ist. 18. Vorrichtung nach Anspruch i bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß als Betriebsflüssigkeit ein 01 mit hohem spezifischem Gewicht, insbesondere Clophen (spezifisches Gewicht i,5), verwendet wird. Angezogene- Druckschriften Deutsche Patentschriften Nr. 673 512, 733 267.