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Hydraulischer Regelantrieb, insbesondere für Fernsteuerungen Die Erfindung
betrifft einen hydraulischen Regelantrieb, insbesondere für Fernsteuerungen.
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Es sind bereits Regelantriebe bekanntgeworden, bei denen die Regelung
durch Verstellung des Pumpenhubes, also. durch Regelung der den. Hydraulikmotor
zugeführtem. Drucl:ö,lmeina-e erfolgt. Es ist weiter bekanntgeworden, die dem Hydraulikmotor
zugeführte Druckölmenge durch Drosselung, z. B. Ventile, zu regeln. Die Regelung
durch Verstellung des Pumpenhubes hat gegenüber der Regelung durch Drosselung neben
der kleinen Olmenge den Vorteil, d'aß durch Fehlen des Druckabfalles im Regelventil
da,s abgegebene Drehmoment des. Hydraulikmotors bis hinunter zu den kleinsten Drehzahlen
stets gleich groß bleibt. Nachteilig ist bei der Regelung durch Pumpenhub jedoch,
daß eine ziemlich große Masse, z. B. bei einer Flügelpumpe das ganze Pumpenbgehäuse,
verstellt werden muß, wodurch seich der Aufbau der Regelvorrichtung verhältnismäßig
schwierig gestaltet. Die Nachteilt der Regelung durch einfache Drosselung mittels
Ventils sind allgemein bekannt, besonders hervorzuheben ist der bei Drosselung entstehende
Druckabfall des A'rb@eiitsstrome@s.
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Die Erfindung vermeidet diese Nachteile. Mit der Abtriebsiwelle der
hydraulischen Regelanlage sind zwei hydraulische Motoren gleicher Leistung gekuppelt.
Über eine gemeinsame Umschaltvorrichtung für den Flüssigkeitsstrom sind die Ölmotoren
an eine Pumpanlage, von im wesentlichen: konstanter
Drehzahl angeschlossen.
Durch. Verstellen der dein Arbeitsisibrom regelnden Umschaltvorrichtung wird lediglich
die Aufteilung des Stromces der in jedem Betriebszustand gleichbleibenden Arbeitsflüssigkeibsim-enge
zwischen den zu den Arbicitsmotoren führenden Arbeitsstromzwe@igen und einen. innerhalb,
der Pumpenlage erfindungsgemäß vorgesehenen Leerlaufseromz:weig verändert. In die
Umschailtcmirrichtung, die als, doppelflügliger Drehschieber ausgleibildeb isst,
sind senkrecht zu diene beiden Zweigen; der Leerlaufleitung jeweils die beidem,
zu den Motoren führenden Arbeitsstromzweiige eingeführt. Die zwei miteinander gekuppelten
Förderpumpen besitzen in bezug auf denLeerlaufstromkreis, gleiche Förderrichtungen.
über die Umsteuervorri.ch'bung sind die beidem, Ölmotoren an die Pumpenanlage erfindungsigemäß
derart anigeschlossen, d'aß beim Umsteuern durch Vertauschen der Zuordnung der einzelnen
Ölmotoren zu den einzelnen Pumpen die Strömungsrichtung der Arbeitsflüssigkeit im,
den Ölmotoiren und damit der Drehsinn ider Albtriebswelle umkehrbar ist. Wird, wie
vörgesichlagen, die Abtriebswelle der Ölmotoren einerseits und die Dr ahschieherwel!le
(Umschaltvorrichtung) reit einzim Differentialgetriebe, dessen Differenz von einer
Steuerwelle einstellbar ist, verbunden, dann stellt der erfindungs!gemäß@e Aufbau
der Regelanlage in Verbiindunig mit der Differentialanoirdnung einem Drehmo,mentver:stärker
mit der Abtriebswelle der Ölmoitoren und .der Stenzerwelle Ges. Differentialgetriebesi
dar, Werbere vorteilhafte Anordnungen und Ausbildungen der Erfindung -sind in der
Zeichnungsibeschreibung vorgesehen.
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DIe Erfindung wird in derZeichnung schematisch dargestellt.
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Fig. i stellt das Schema des Regelantriebes dar; Fi,g. 2 und za, geben
eines besondere Ausbildung des. Umschaltventils wieder; Fig. 3 stellt die Verwendung
der Erfindung nach Fig. i in einem Drchmomentverstäirl#:-er d'ar; Fig. q. ist eine
Abünderung nach Fig. i, Fig. 5 üesigleichen.
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Inne Fig. i treibt der Antriebsmotor i, z.. B. ein Elektromotor, über
die Welle 2 die Pumpe 3 an. In dem in der Fig. 2i dargestellten Beispiel hat die
Hyd;rau!l:i#kpump,e 3 die Förderrichtung, wie eingezeichnet, vorn oben nach unten.
Mit der Welle 2 der Hydraulikpumpe 3 ist die Welle 4 gekuppelt, auf der die zweite
Hydraulikpumpe 5, deren beispielsweise Förderrichtung von unten nach oben verläuft,
verbunden, Die Pumpe 3 ist durch die Röhre 6 und 7, die Pumpe 5 durch die Röhre
8 und g mit den Umschaltventilen io und ii verbunden.
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Die beiden ölmotoirenn 12@ und r3 siind miteinander duirch die Welle
14 gekuppelt lind haben: die gemeinsame Abtrieibswelde 15: Die Drehrichtung (der
beiden Öamotoiren verläuft im gleichen Drehsinn, jedoch sind die Motoren 12 und
13 so ausgebildet, das die Ölfluß,richtung des einen Motors gegenläufig zu der des
anderen :ist. B,eispiieil@sweise hat der Motor 12 in der Zeichnung die öliluß;richtun:g
von unten nach oben, der Motor 13 dagegen von oiben nach unten. Der Motor 12 ist
mit dem Umschaltventil io (durch das Rohr 16, mit dem. Umschaltventil i i durch
das Rohr 17 verbunden, der Motor 13 mit dem Umscha,ltventii1 io durch das Rohr 18
und mit dem Umsichaltventil ii durch das Rohr rg-. Die beiden Umschaltventile io
und ii enthalten die döppeilflüglig aus,gebildte@n Drehschieber 2o und 20', die
durch die Welle 2:i starr verbunden sind. Auf der Weille21 ist der Hebel 23 angeordnet,
der in seiner Schwenkbewegung durch die Begrenzung 24 und 2,5 einstellbar ist. Erfindungsgemäß,
ist (der Zwischenraum der Endpunkte- 24 und 25 so zu wählen, da3 durch die Dreh.umg
der Welle 2.1 bzw. Schwenkung des Hebels 23 eine Steuerung der doppelflügligen Drehschieber
2o und 2o' um + 45° erfolgt. In den Endlagen schließen ,die Drehschieber 2,o, -und
21 völlig dicht mit dem Grehäusie der Um@s;ehaltvarrichtunig ab@. Erfindungsgemäß
sind die Pumpen 3 und 5 sowie: die Ölmotoren 12 und 13 von genau gleicher Bauart.
Eblenso müssen die Rohre 6, 7 und 8:, g sowie 16, 17 und 18, ig genau gleichen Flüssigkeitswiderstand
haben.
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In der Fig. i der Zeichnung sind drei verschied--ne Stellungen des
Absperrgliedes 2o, 2.i der Umschaltvorrichtung- io -wiedergegeben. Der dre:hblare
Absperrschieber 2o, 2o' in eine Endlage, z. B. die in lagen durch Doppellinle oder
doppelt gestrichelte Linien angedeutet, während die Zwischenlage, die Nullage, durch
einfache Strichlinie wiedergegeben ist. Stieht der drehbare Abssperrsichiebeir in
ider Nulllege, dann sind die Pumpen 3 und 5 hintereinandergeschaltet und arbeiten
im Leerlauf. Bei der symmebris.chen Ausbilidung des Aufbaues herrscht zwischen den
Umschaltventilen io und i i kein Druckunterschied. Desgleichen kann weder dem Ölmotor
12- noch dem Ölmotor 13 Arbeitsstroni zugeführt werden. Die Ölmotoren 12, 13 stehen
still, ihr Drehmoment isst Null. In; dem Beispiel der Fig. i sind die Ölmotoren:
nicht abgebremst, da die Ah,-sperrschieber- 2:o, 21 den Kreislauf ihrer Ölmiengen.
über die Rohire 1.6; 17, r8, ig zulassen: Werden. die Absperrschieber 2o, 2o' in
eine Endlage, z. B. die in der Zeichnung durch D'oppelsitriche angegebene, gedreht,
dann beginnt der Strom der Pumpe 3 immer mehr über das Rohr 17 zum Motor 12, der
rechts herum zu laufen; beginnt, von da Über das Rohr 16 und das Ventil IG zur Pumpe
3 zurückzulaufen; während der Strom der Pumpe 5 über das Rohr 18 zum Motor 13, der
ebenfalls. rechts. herumläuft, und über das Rohr ig und dem Umschaltventil i i zur
Pumpe 5 zurückläuft. Wird der Drehschieber in die andere Endlage übergeführt, dann
beginnt. bei. überschreiten der Nullstellung durch den A.bsperrschiebier 2o, 2o'
,der Strom der Pumpe 3 über 19 zum Ölmoto,r 13 rund nunmehr links herum zu
laufen, beginnt von !die über das Rohr 18 und das Umschaltventil l0 zur Pumpe 3
zurückzulaufen, während der Strom der Pumpe 5 über das Rohr 16 zum Motor i2, der
ebenfalls. seine Drehrichtung verkehrt, über das Rohr 17 und das Umschaltventil
i i zur Pumpe 5 zurückläiuft.
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Die Dre!hschieher 2o und 2ö sind infolge ihres symmetrischen Aufbaues:
in allen Stellen. erfindungsgemäß . :druckentlastet. Die beiden Ums,chaItventile
1o
und 1i können so. miteinander vereinigt werden, daß die gemeinsame Steuerwelle fortfallen
kann..
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In Fig. 2 und 2a ist eine vorteilhafte Weiterbildung des Umschaltventils,
angegeben. In einem Zylinderring 1o ist ein Drehstück 5o angeordnet. Das. Drehst:ück
5o besitzt zwei :symmetrisch angeordnete Ausbuchtungen 52, deren Ecken so weit auseinander
liegen müssen, daß die vollem Öffnungen zweier in dein Zylinderring 1o benachbarter
Roh -rkitungen, z. B. 7 und 16, m.i-teinand-er in Verbindung gebracht werden können.
Gleichzeitig ist symmetrisch zu den b::iden Ausbuchtungen 52 des Sperrstückes 5o
durch dieses eine, Bohruni,' 5 1 angeordnet, so, daß, wie z. B. in der Fig.
2 angegeben ist, der Ölstrom von dem Rohr 7 durch .die Durchbohrung 5 1 in
das Rohr 9 flkGe : kann. Dagegen wird der Ölstrom, der durch 16, 18 fließt, gesperrt,
wodurch die Ölmotoren 12 und i3 a,bgebremstsind.
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In: der weiteren. Beschireibung sind die Ums,.chaltventile 1o und
20 nicht mehr .eingehend dargestellt, sondern nur schematisch.
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Wird die Welle -22 der Fig. 3, die mit den kreiden Umschaltventilen
2o und 20' verbunden ist, ü,beer ein Ivgelradgetriehe 26 und ferner über die Abtri@e
bsw.:ll,e 15 über die Kegel,rad"-etri,eb,e 30 und 3 i zu d-cm Differentialg°trieb:e
27 g,-führt, dessen Differenz über die Zahnräder 28, 2.9 von der Welle 33 eingestellt
wird, @dann erhält man einen Drehmom,ntv@e:rstärli#er mit der Abtric hswelle 15
und der Steuerwelle 3o. Die Nullstelle der Steuerwelle 33 muß Drehmoment Null an
der Abtriehiswelle 15 ergeben, da.m:it bei Rückwirkung auf die Abtrie@bswelle, Aussteuerung
über das Differential auch bei stillstehender Steuerung sofort eingeleitet wird.
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Fig.4 ist eine Abänderung der Erfindiung nach Fig. i. Läßt man in
der Fg. i die Pumpe, 5 weg, und verbindet man das Rohr 8 mit dem Rohr 9 zu einem
einzig,e:n Rohr, dann ergibt sich der Aufbau der Anordnung nach Fig. d.. Bei voller
Aussteuerung der Umschaltv entile 1o, i i des Regelantriebes nach Fing. d. wird
nur immer ein Motor allein, he@aufscblagt, und zwar, wie aus der Zeichnung ersichtlich
ist, der Motor 12 bei Rechtslauf, der Motor 13 dabei Li:nlislauf.
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Die Anor'd'nung der ErfinJunig nach F ig: f kann erfindungsgemäß auch
so. abgewandelt werden, daß nur noch, ein Umschaltventil 1o zur Anwendung gelangt.
An Stelle des zweiten Umschaltventils 1i tritt der Ölschalter 34., in dem sich ein
Ölsumpf l:.find:et. Die Größe desselben ist erfindungsgemäß vom der Art, daß die!
in ihm laufenden Ölströme keinen nennenswerten Druckunterschied erzeugen. Wenn man
in diesen. Ölbiehälter 34 den Druckunterschied an allen Stellen Null setzt, dann
können auch gegeneinander laufende Ölströme ohne Störungen #-orko amen. Der Ölbehälter
34 hann auch so aus-1 :ildet werden, daß er mit einem Teil der Pumpen 3 und
5 unmittelbar verbunden ist, durch welche Anordnung die Pumpen sofort saugfähig
sind. Da d:er Ölbehälter 34. nicht vollständig durch dein Ölsumpf ausgefüllt ist,
was mit Rücksicht auf die Ausdehnung des Öls bei großen Temperaturunterschielden
erforderlich ist, brauchen die Ölbehälter selbst nicht für höherlen Druck gebaut
zu sein. Die in dem Ölsumpf auftretenden Temperaturen können z. B. durch an: dem
Ölbehälter angeordnete Kühlrippen, die in der Zeichnung nicht eingezeichnet sind,
ai)ge,fiih,rt wierd'en.