DE966158C

DE966158C - Hydraulic group drive for ship winches or other power consumers

Info

Publication number: DE966158C
Application number: DEA3006A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans Thaeter
Original assignee: HANAUER PUMPEN und GETRIEBEBAU; Atlas Werke AG
Current assignee: HANAUER PUMPEN und GETRIEBEBAU; Atlas Werke AG
Priority date: 1950-07-18
Filing date: 1950-07-18
Publication date: 1957-07-25

Description

Hydraulischer Gruppenantrieb von Schiffsladewinden öder sonstigen Leistungsverbrauchern Bei hydraulischen Gruppenantrieben von Schiff sladewinden oder sonstigen Leistungsverbrauchern ist es bekannt, zum Antrieb der einzelnen Verbraucher regelbare Hydromotoren vorzusehen, die über nicht regelbare, in an sich bekannter Weise als Verteiler wirkende Pumpen mit gemeinsamem Antrieb mit einer Hochdruckquelle verbunden sind. Bei den bekannten Gruppenantrieben dieser Art müssen zwischen den einzelnen Verteilerelementen und den zugehörigen Hydromotoren besondere Verbindungsleitungen verlegt werden. Dadurch ergeben sich bei größeren, räumlich ausgedehnten Gruppen von Leistungsverbrauchern unerwünscht umfangreiche und kostspielige hydraulische Leitungsnetze.Hydraulic group drive of ship loading winches or other power consumers In hydraulic group drives of S chiff sladewinders or other power consumers, it is known to provide controllable hydraulic motors to drive the individual consumers, which have non-controllable pumps that act as distributors and have a common drive with a high pressure source are connected. In the known group drives of this type, special connecting lines have to be laid between the individual distributor elements and the associated hydraulic motors. In the case of larger, spatially extensive groups of power consumers, this results in undesirably extensive and expensive hydraulic pipeline networks.

Durch vorliegende Erfindung ist ein hydraulischer Gruppenantrieb, insbesondere für Schiffsladewinden, geschaffen, der sich bei weitgehender Anpassung an die betrieblichen Erfordernisse durch einfache und raumsparende Bauweise auszeichnet. Das Wesen des neuen Gruppenantriebes besteht darin, daß die den einzelnen Verbrauchern zugeordneten Pumpen bzw. Verteiler wie die Verbraucher selbst zu Gruppen zusammengefaßt sind, denen ihrerseits die Druckflüssigkeit durch eine übergeordnete Verteilergruppe zugeteilt wird. Durch diese Verbindung von vor- und nachgeschalteten Gruppen läßt sich bei ausgedehnten Verbrauchergruppen regelmäßig bei entsprechend zweckmäßig durchgeführter Bildung von Raumgruppen eine mehr oder weniger große Einsparung an Verbindungsleitungen erreichen. Besonders günstig wirkt sich die Erfindung aus, wenn die einzelnen Hydromotoren und die ihnen zugehörigen Arbeitsmaschinen mehrere ausgeprägte, weit auseinandergelegene Raumgruppen bilden, wie das z. B. für Ladewinden auf Schiffen der Fall ist. Man kann dann zur Einsparung unnötig langer Einzelleitungen von den Verteilern zu den Hydromotorengruppen die Verteiler zu entsprechenden, dicht bei den Verbrauchergruppen angeordneten Verteileruntergruppen zusammenfassen, denen dann ihrerseits die Druckflüssigkeit von einer übergeordneten Verteilergruppe über wenige Verbindungsleitungen entsprechend der Zahl der Untergruppen zugeteilt wird.The present invention is a hydraulic group drive, especially for ship loading winches, which can be adapted to a large extent to the operational requirements is characterized by simple and space-saving construction. The essence of the new group drive is that the individual consumers Associated pumps or distributors as well as the consumers themselves combined into groups are, for their part, the hydraulic fluid through a higher-level distribution group is allocated. Through this connection of upstream and downstream Groups can be regularly used in the case of large groups of consumers Appropriately carried out formation of room groups a more or less large saving on connecting lines. The invention has a particularly favorable effect, if the individual hydraulic motors and their associated work machines have several form distinct, widely spaced groups of spaces, such as the z. B. for loading winches is the case on ships. You can then save unnecessarily long individual lines from the distributors to the hydraulic motor groups the distributors to the corresponding, tight summarize distribution subgroups arranged at the consumer groups, those then in turn the hydraulic fluid from a higher-level distribution group Few interconnections are allocated according to the number of subgroups.

Die vom Antrieb der Hochdruckquelle getrennten Verteilergruppen werden vorteilhaft durch einen an die Hochdruckquelle angeschlossenen Hydromotor angetrieben.The distribution groups separated from the drive of the high pressure source are advantageously driven by a hydraulic motor connected to the high pressure source.

In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht; sie zeigt einen hydraulischen Gruppenantrieb nach der Erfindung in schematischer Darstellung.In the drawing, the invention is illustrated using an exemplary embodiment; it shows a hydraulic group drive according to the invention in schematic form Depiction.

Das dargestellte Getriebe dient zum Antrieb von Arbeitsmaschinen, beispielsweise von acht Schiffs-1adewinden durch einzelne Hydromotoren M1 bis M8. Die Hydromotoren M1 bis M8 sind mit einer gemeinsamen Hochdruckquelle in Form einer vorzugsweise stufenlos regelbaren Pumpe P verbunden. In die Zuleitungen Z1 bis Z8 sind Verteilerzellen eingeschaltet, denen das zu verteilende Drucköl von der Pumpe P über eine gemeinsame Leitung I zufließt. In der dargestellten Schaltung sind die Verteilerzellen zu zwei Gruppen von je vier Zellen V1 bis V4 und V5 bis V8 zusammengefaßt, denen das Drucköl über Zuleitungen Za und Zb von einem übergeordneten Verteilerzellenpaar Va, Vb zugeteilt wird.The transmission shown is used to drive machines, for example, eight ship winches by individual hydraulic motors M1 to M8. The hydraulic motors M1 to M8 are connected to a common high pressure source in the form of a preferably continuously variable pump P connected. In the supply lines Z1 to Z8 distribution cells are switched on, to which the pressure oil to be distributed from the pump P flows in via a common line I. In the circuit shown are the Distribution cells combined into two groups of four cells each V1 to V4 and V5 to V8, which the pressure oil via feed lines Za and Zb from a higher-level distribution cell pair Va, Vb is allocated.

Entsprechend der üblichen Anordnung der Winden an Deck des Schiffes sind zwei Gruppen von je vier Winden und zwei Verteilergruppen V1 bis V4 und V5 bis V8 vorgesehen, die bei der zugehörigen Windengruppe aufgestellt werden und über Zuleitungen Za, Zb mit einem zweizelligen Gruppenverteiler Va, Vb in Verbindung stehen. Dieser Gruppenverteiler ist nicht mit dem Antriebsmotor D verbunden, sondern wird durch einen vom Drucköl der Geberpumpe P angetriebenen Hydromotor Mg angetrieben. Dabei sind die beiden Zellen des Gruppenverteilers auf einer gemeinsamen Welle angeordnet, so daß sie ständig mit gleicher Geschwindigkeit umlaufen. Ebenso werden auch die Verteiler V1 bis V4 und V5 bis V8 je auf einer gemeinsamen Welle von Hydromotoren Ma und Mb angetrieben. Auch hierbei wird ein Energierückgewinn erzielt, indem ein- Teil der Zellen als Hydromotor laufen und diejenigen Verteilerzellen als Pumpe antreiben, deren Winde bzw. Hydromotor mit hohem Druck arbeitet. Die Drehzahl der Verteiler richtet sich jeweils nach der Gesamtleistung.Corresponding to the usual arrangement of the winches on the deck of the ship are two groups of four winches each and two distribution groups V1 to V4 and V5 up to V8 provided, which are set up at the associated winch group and over Supply lines Za, Zb in connection with a two-cell group distributor Va, Vb stand. This group distributor is not connected to the drive motor D, but rather is driven by a hydraulic motor Mg driven by the pressure oil of the transmitter pump P. The two cells of the group distributor are arranged on a common shaft, so that they constantly revolve at the same speed. Likewise, the Distributors V1 to V4 and V5 to V8 each on a common shaft of hydraulic motors Ma and Mb driven. Here, too, energy recovery is achieved by Part of the cells run as a hydraulic motor and drive those distributor cells as a pump, whose winch or hydraulic motor works with high pressure. The speed of the distributor depends on the overall performance.

Durch die Unterteilung in zwei Untergruppen V1 bis V4 und V5 bis V8 ergibt sich eine wesentliche Einsparung an Zuleitungslänge, da die Verbraucher= gruppen nahe bei den Hydromotoren liegen und infolgedessen nur kurze Zuleitungen Z1 bis Z8 erforderlich sind, während für die lange Verbindung vom Gruppenverteiler Va, Vb zu den Einzelverteilern V1 bis V8 nur zwei Zuleitungen Za und Zb und für die Verbindung von der Pumpe P zum Gruppenverteiler nur eine Zuleitung I erforderlich sind. Gegebenenfalls können auch die Verteilerantriebsmotoren so regelbar sein, daß ihre Drehzahl sich selbsttätig mit der von den Hydromotoren H1 bis H8 verlangten Druckölmenge verändert. Der Gruppenverteiler Va, Vb kann auch gemeinsam mit der Pumpe P vom Dieselmotor D angetrieben werden. Schließlich könnte auch im Gruppenantrieb eine Umschaltung der Gruppenverteilerzellen von der Hochdruckpumpe oder sonstigen Hochdruckquelle auf Betrieb durch die als Pumpen wirkenden Verteilerzellen allein vorgesehen sein.By dividing it into two subgroups V1 to V4 and V5 to V8 there is a significant saving in cable length, since the consumer = groups are close to the hydraulic motors and therefore only short supply lines Z1 to Z8 are required, while for the long connection from the group distributor Va, Vb to the individual distributors V1 to V8 only two supply lines Za and Zb and for the connection from the pump P to the group distributor only requires one supply line I. are. If necessary, the distributor drive motors can also be regulated in such a way that that their speed automatically matched that of the hydraulic motors H1 to H8 The amount of pressure oil changed. The group distributor Va, Vb can also be shared with the Pump P driven by the diesel engine D. Finally, it could also be used in a group drive a switchover of the group distribution cells from the high pressure pump or other High pressure source operated by the manifold cells acting as pumps alone be provided.

Das von den Verteilern den Ölmotoren zugeleitete Öl strömt aus den Motoren über eine Sammelleitung 6 wieder in den Ölbehälter B.The oil supplied to the oil motors by the distributors flows out of the Engines back into the oil tank B via a collecting line 6.

Im dargestellten Gruppenantrieb werden Verteiler Va, Vb sowie V1 bis V8 und Pumpe P getrennt angetrieben, und zwar die Pumpe P durch einen Dieselmotor D und die Verteiler Va, Vb sowie V1 bis V8 durch Ölmotoren Mg, Ma und Mb, die wie die Verteiler an die Pumpendruckleitung I und die Verteilleitungen Zu, Zb angeschlossen sind und dessen Ablauf mit der Sammelleitung 6 zum Ölbehälter verbunden ist.In the group drive shown, distributors Va, Vb and V1 to V8 and pump P driven separately, namely the pump P by a diesel engine D and the distributors Va, Vb and V1 to V8 by oil motors Mg, Ma and Mb, which like the distributors are connected to the pump pressure line I and the distribution lines Zu, Zb are and the drain is connected to the manifold 6 to the oil tank.

Als Verteilerzellen können einfache Zahnradpumpen benutzt werden, deren Förder- und Durchsatzmenge von der Drehzahl abhängig ist, mit der sie angetrieben werden.Simple gear pumps can be used as distribution cells, whose delivery and throughput rate depends on the speed at which it is driven will.

Indem nun die Verteilerzellen gruppenweise gemeinsam angetrieben werden, wird erreicht, daß sie den einzelnen Hydromotoren Drucköl in bestimmtem, durch ihre Größe und ihre Drehzahl gegebenen Mengenverhältnis zuteilen. Die Pumpe P liefert den Verteilern diese Olmenge mit vorzugsweise gleichbleibendem Druck, während sich in den einzelnen Zuleitungen Z1 bis Z8 und Za, Zb Drücke einstellen, wie sie von den einzelnen Hydromotoren bzw. den Hydromotorengruppen zum Betrieb jeweils beansprucht werden.By now driving the distribution cells together in groups, it is achieved that they supply the individual hydraulic motors with pressure oil in a certain amount, through their Allocate size and their speed given quantitative ratio. The pump P delivers the distributors this amount of oil with preferably constant pressure, while Set pressures in the individual supply lines Z1 to Z8 and Za, Zb as required by the individual hydraulic motors or the hydraulic motor groups respectively claimed for operation will.

Die als Flügel- oder Verdrängerpumpen ausgebildeten Verteilerzellen sind an sich geeignet, einen gewissen Öldruck zu erzeugen, der jedoch nur einen Teilbetrag des von der Geberpumpe P erzeugten Öldruckes ausmacht. Der von den Verteilerzellen erzeugte Öldruck kann daher nur einen Teil des geforderten Höchstdrehmomentes decken. Die Hauptaufgabe der Verteilerzellen besteht darin, das von der Pumpe P gelieferte Öl hohen Druckes auf die Leitungen Z1 bis Z$ der einzelnen Antriebe zu verteilen und die Druckdifferenz zwischen der Pumpenleitung I und den Motorenleitungen aufzunehmen.The distributor cells designed as vane or displacement pumps are in themselves suitable for generating a certain oil pressure, but only one Part of the oil pressure generated by the sender pump P. The one from the distribution cells The oil pressure generated can therefore only cover part of the required maximum torque. The main task of the distribution cells is to keep that supplied by the pump P. Distribute high pressure oil on lines Z1 to Z $ of the individual drives and the pressure difference between the pump line I and the motor lines to record.

Da die Pumpe P wahlweise mit dem einen oder anderen Ölmotor verbunden wird, so ist es zweckmäßig, sie als Nullhubpumpe auszubilden. Durch Erprobung ist festzustellen, wie groß diese Nullhubpumpe gewählt werden muß. Sie wird etwa so groß sein müssen, daß sie bei voller Lieferung etwas mehr liefern kann, als vier Ölmotoren gleichzeitig verbrauchen. Diese Hochdruck-Niederdruck-Umschaltung hat den Vorteil, daß die anzuordnende Hochdruckpumpe wesentlich kleiner und billiger sein kann, und der Leerlaufleistungsbedarf der kleineren Pumpe ist entsprechend geringer. Von der Hochdruckpumpe wird nur diejenige hydraulische Leistung erzeugt, die tatsächlich im Hochdruckgebiet verbraucht wird. Eine mit schlechtem Wirkungsgrad ablaufende Leistungsrückgewinnung wird vermieden. Der Leistungsbedarf an der Dieselmaschine wird geringer und infolgedessen auch die Gesamtwirtschaftlichkeit der Anlage verbessert. Das gleiche gilt sinngemäß, wenn an Stelle einer Hochdruckpumpe ein Hochdruckbehälter mit Ladepumpeneinrichtungvorgesehen ist. Die PumpeP ist über eine zweite Leitung mit Sicherheitsventil 4 auch druckseitig mit dem Ölbehälter B verbunden.Since the pump P is optionally connected to one or the other oil motor it is advisable to design it as a zero stroke pump. By testing it is determine how large this zero lift pump must be chosen. It will be something like this must be large so that when fully delivered it can deliver a little more than four Consume oil motors at the same time. This high-pressure-low pressure switchover has the advantage that the high-pressure pump to be arranged is much smaller and cheaper can be, and the idle power requirement of the smaller pump is accordingly less. The high pressure pump only generates that hydraulic power which is actually consumed in the high pressure area. One with poor efficiency ongoing power recovery is avoided. The power requirement on the diesel engine becomes smaller and, as a result, the overall economy of the system is also improved. The same applies mutatis mutandis if a high-pressure container is used instead of a high-pressure pump is provided with a charge pump device. The pump P is on a second line with safety valve 4 also connected to the oil tank B on the pressure side.

Im Windenbetrieb ist es vorteilhaft, daß die Ölmotoren bei großer Last mit geringer Drehzahl, bei kleinerer Last mit größerer Drehzahl umlaufen und daß sie sich der Last selbsttätig anpassen. Es können hierzu Ölmotoren, z. B. nach Bauart Pittler, verwendet werden, die mit Hilfe einer Vollhubverstellung das Hubvolumen selbsttätig der zu hebenden Last anpassen. Die Vollhubverstellung wirkt bekanntlich so, daß das Verstellglied des regelbaren Ölmotors durch Feder- oder Gewichtskraft auf minimale Hubvolumen bzw. minimales Drehmoment eingestellt wird. Durch einen Kolben, der vom Flüssigkeitsdruck der Zuleitung beaufschlagt wird, wird nun bei zunehmender Belastung das Verstellglied entgegen der Feder- oder Gewichtskraft auf großes Hubvolumen und damit großes Drehmoment eingestellt. Hieraus geht hervor, daß ein gewisses Druckgefälle zwischen größtem und kleinstem Drehmoment, d. h. zwischen größtem und kleinstem Hubvolumen, erforderlich ist, bei Radialkolbenmotoren zwischen größter und kleinster Exzentrizität und bei Axialkolbenmotoren zwischen größtem und kleinstem Schwenkwinkel. Mit größtem Druck ist größte Exzentrizität bzw. größter Schwenkwinkel und mit kleinstem Druck kleinste Exzentrizität bzw. kleinster Schwenkwinkel verbunden. Die einzelnen stufenlos regelbaren Ölmotoren vermögen also unter Ausnutzung einer durch den Ölmengenverteiler ermöglichten Steigerung oder Absenkung des Flüssigkeitsdruckes unter Benutzung einer Vollhubverstellung ihr Drehmoment und ihre Drehzahl nach dem Gesetz annähernd konstanter Leistung den Forderungen des Schiffswindenbetriebes beim Hubvorgang anzupassen.In winch operation, it is advantageous that the oil motors at large Rotate load with low speed, with smaller load with higher speed and that they automatically adapt to the load. It can do this with oil motors, e.g. B. after Pittler type, which can be used to adjust the stroke volume with the help of a full stroke adjustment automatically adapt to the load to be lifted. The full stroke adjustment is known to work so that the adjusting member of the controllable oil motor by spring force or weight is set to minimum stroke volume or minimum torque. Through a Piston, which is acted upon by the liquid pressure of the supply line, is now at increasing load on the adjusting member against the spring or weight force large stroke volume and thus large torque set. From this it follows that a certain pressure gradient between the highest and lowest torque, d. H. between largest and smallest displacement, is required in radial piston engines between largest and smallest eccentricity and, in the case of axial piston motors, between the largest and the smallest swivel angle. With the greatest pressure there is greatest eccentricity or greatest Swivel angle and with the smallest pressure the smallest eccentricity or smallest swivel angle tied together. The individual infinitely variable oil motors are therefore able to use them an increase or decrease in the fluid pressure made possible by the oil quantity distributor using a full stroke adjustment their torque and speed according to the Law of approximately constant power to meet the requirements of the ship's winch operation to be adjusted during the lifting process.

Der beschriebene Gruppenantrieb ist nicht nur für Ladewinden, sondern auch für andere Anlagen sinngemäß zu gebrauchen. Eine weitere wichtige Anwendungsmöglichkeit liegt beispielsweise bei Kohlenstaubfeuerungen vor, wo einzelne Hydromotoren zur Speisung der verschiedenen Brenner oder Kohlenstaubdüsen in Verbindung mit einem Gruppenantrieb im Sinne der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können.The group drive described is not only for loading winches, but can also be used analogously for other systems. Another important application This is the case, for example, with pulverized coal firing systems, where individual hydraulic motors are used Feeding the various burners or coal dust nozzles in conjunction with one Group drive can be used in the context of the present invention.

Zur -Anpassung an die jeweiligen Betriebsverhältnisse kann man die Verteiler auch mit verschiedenen, in bestimmtem Verhältnis zueinander stehenden Drehzahlen laufen lassen oder sie mit unterschiedlichen Fördervolumen bauen. Will man auf eine Wirkung der Verteiler als Pumpe verzichten, so kann man reine Verteiler, z. B. nach Art der bekannten Junkers-Kompressoren mit frei fliegendem hin- und hergehendem Kolben oder sonstige reine Verteiler verwenden. Umgekehrt kann man bei als Pumpen wirkenden Verteilern auf die Hochdruckquelle gegebenenfalls auch ganz verzichten. Bei hydraulischem Antrieb der Verteiler kann man unter Umständen auch auf die Anordnung eines besonderen Hydromotors zum Antrieb der Verteiler verzichten und die Verteiler unmittelbar durch die Druckflüssigkeit antreiben, wobei die nicht oder wenig belasteten Verteiler als Hydromotoren laufen und die anderen Verteiler als Pumpen mit antreiben.To adapt to the respective operating conditions, you can use the Distributors also with different, in certain proportions to each other Run speeds or build them with different delivery volumes. Want if the distributor does not act as a pump, one can use pure distributors, z. B. in the manner of the well-known Junkers compressors with free-flying reciprocating Use pistons or other pure distributors. Conversely, one can use as pumps Acting distributors on the high pressure source possibly also completely dispense. If the distributor is driven hydraulically, the arrangement can also be used under certain circumstances and dispense with a special hydraulic motor to drive the distributor and the distributor drive directly through the hydraulic fluid, with little or no stress Distributors run as hydraulic motors and drive the other distributors as pumps.

Beim Windenbetrieb ist die Kraftduelle, z. B. die Hochdruckpumpe, so zu bemessen, daß sie ausreicht, etwa die Hälfte der Winden gleichzeitig im Hubvorgang zu betreiben.When winch operation is the power duels, z. B. the high pressure pump, to be dimensioned so that it is sufficient to lift about half of the winches at the same time to operate.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Hydraulic group drive for ship loading winches or other power consumers, in which to drive the individual consumers controllable I3ydromotoren are provided, which are not controllable, as a distributor Acting pumps with a common drive are connected to a high pressure duel, characterized in that the pumps or pumps assigned to the individual consumers Distributors like the consumers themselves are grouped together, for their part the hydraulic fluid is distributed by a higher-level distribution group.

2. Drive according to claim i, characterized in that each of them belongs to a group connected distributors or pumps are arranged on a common shaft.

3. Drive according to claims 1 and 2, characterized in that the superordinate distribution group is connected to your drive for the common encoder pump. .

4. Drive according to claim i or one of the following claims, characterized in that the hydraulic motors work in a known manner with automatic full stroke adjustment by which have a large displacement when the load is high and a small displacement when the load is low is set.

5. Drive according to claim i to 4, characterized in that that the distributor acting as a pump in the low pressure area of the upstream High pressure source can be switched to a liquid container. Considered Publications: German Patent No. 737 698; U.S. Patent No.: 2,467 576, 2,437,139; French patent specification No. 861 720.