NO163892B - Hydraulisk system, fortrinnsvis for drift av vinsjer. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører et hydraulisk system, fortrinnsvis for drift av vinsjer, som angitt 1 innledningen til patentkrav 1.

Fra US-PS 26 65 081 er det kjent en på et elektrisk drevet kjøretøy montert Innretning for på-og avspoling av 1 et fast punkt festede elektriske ledninger. Systemet er slik at den elektriske ledning automatisk spoles på eller av trommelen, avhengig av om kjøretøyet beveger seg mot eller fra befes-tigelsespunktet for den elektriske ledning. Ved en benyttelse av dette hydrauliske system for drift av vinsjer, kan en hengende last hives fra et fast underlag ved å starte pumpen. En hengende last kan imidlertid ikke stoppes uten at samtidig pumpen stoppes. Da vil imidlertid pumpen drives i motsatt retning som motor og derved drive elektromotoren, dieselmotoren eller lignende i motsatt retning. Lasten vil gå ned på ukontrollert måte.

Ved dette hydrauliske system begrenses motorens dreiemoment med en ventil når motoren for påspoling av ledningen virker som motor. Motorens dreiemoment begrenses av en andre ventil når motoren for påspoling av ledningen virker som en pumpe. Det hydrauliske system er et åpent system. Det betyr at returoljen strømmer tilbake til tanken. Pumpens fyllingstrykk i ledningen vil derfor være begrenset til atmosfæretrykket minus tapet som skyldes strømningsmotstand i ledningen. Når motoren drives som pumpe, får man et ugunstig fyllingstrykk i motoren, fordi fyllingstrykket begrenses av atmosfæretrykket minus trykkfallet i ledningene og i ventilen. Det lavere fyllingstrykk i motoren utgjør en sterk begrensning for motorens omdreiningstall før kavitasjon.

Systemet er innrettet slik at når motoren drives som pumpe, blir ikke bare motorens oljemengde strupt gjennom ventilen, men også oljemengden fra den egentlige pumpe blir strupt i ventilpumpen. Ved en benyttelse av systemet for drift av en vinsj, ville man derfor få en uforholdsmessig høy varmeut-vikling og et unødvendig effekttap med hensyn til driften av pumpen.

Fra DE-AS 12 77 526 er det kjent en hydraulisk vinsjdrift som består av minst en pumpe, en motor for drift av vinsj trommelen og en manuell styreventil, idet styreventilen tjener til styring av den væskemengde som tilføres motoren fra pumpen. En regulerbar andel av den av pumpen transporterte væskemengde går herunder gjennom en forbiløpsledning og utenfor den hydrauliske motor. Videre forefinnes det en omkoblingsventil for overgangen fra last- til fortøynings-drift, idet det for den automatiske fortøyningsdrift er anordnet en overstrømningsventil mellom trykkledningen og motorens utløpsledning. Denne overstrømningsventil kan innstilles på et åpningstrykk som ligger under maksi-malbelastningen. Overstrømningsventilen kan imidlertid bare strupe små effekter, idet hensikten med overstrømnings-ventilen er å kunne redusere systemets arbeidstrykk under helt bestemte forhold.

Hensikten med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe et hydraulisk system, fortrinnsvis for drift av vinsjer, med mulighet for påvikling og avvikling av ståltau i den ene såvel som i den andre dreieretning, med mulighet for bremsing av avviklingen.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen med et hydraulisk system som angitt i patentkrav 1, med de i karakteristikken angitte særtrekk.

Med oppfinnelsen oppnås på en enkel måte at vinsjen kan benyttes for ulike' forhold på forskjellige steder ombord i et skip. Således kan en vinsj med avvikling av et ståltau rotere i en bestemt retning, mens en annen vinsj, av samme type, kan rotere i motsatt retning ved avviklingen av et ståltau. Derved unngås behovet for flere vinsjtyper og man oppnår store besparelser med hensyn til lagerhold av deler. Ombord i en tråler kan det benyttes to Identiske vinsjer, av hvilken den ene plasseres på styrbord side, mens den andre plasseres på babord side, for setting og lnntrekklng av trålen. Vinsjene stilles opp symmetrisk relativt fartøyets senterlinje. Ved setting og lnntrekklng roterer de med motsatte dreleretnlnger, fortrinnsvis drevet med en og samme pumpe. Ved settingen av trålen bremses vinsjene, slik at tråltauene kan holdes stramme. Vinsjen kan således i den ene eller i den andre rotasjonsretning virke som lnnhalings-innretning og i den motsatte rotasjonsretning virke som utsettings- eller avviklingsinnretning. Samtidig er det hydrauliske system slik at bremsevirkningen, som hver vinsj kan utøve, vil være uavhengig av pumpens kapasitet.

Den hydrauliske motor kan selv virke som kobling, idet da den hydrauliske motor kortsluttes derved at en pilotstyrt overstrømningsventil dreneres ved hjelp av en 2-veis ventil, slik at derved den hydrauliske motor kan rotere tilnærmet trykkløst, eksempelvis når trålen under slepet skulle sette seg fast i havbunnen.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere nedenfor under henvisning til tegningene, hvor fig. 1 viser det hydrauliske system under setting - eller innhaling, fig. 2 viser det hydrauliske system under settingen av trålen og flg. 3 viser det hydrauliske system under en bremsing med maksimalt bremsemoment.

Pumpen 1, som drives av en elektromotor, en dieselmotor eller en annen kraftkilde, leverer olje til den hydrauliske motor 2, som på sin side driver vinsjen. En 4/3-ventil 3 styrer olje til og fra den hydrauliske motor 2.

Motorens 2 turtall bestemmes ved hjelp av en struperegu-lering, idet den oljemengde som føres gjennom ventilens 3 forbiløpskanaler trinnløst kan reguleres fra full pumpe-leveranse og til null. Motorens 2 dreleretnlng omstyres ved å krysse ledningene.

I systemet er det en trykkreduksjonsventil 4 som muliggjør en kontrollert firing når betjeningsspaken til ventilen 3 er ført til ytterstillingen "firing". Trykkreduksjons-ventilsleiden vil, når manøverventilhendelen står i stopp-stilling, holdes i åpen stilling av pumpens "sirkula-sjonstrykk" som vil virke mot en relativt svak fjær pluss et trykk bestemt av ekspansjonstankens høydeforskjell.

Ved hivoperasjon vil likeledes trykkreduksjonssleiden holdes åpen av pumpetrykket slik at returolje fra motoren 2 strømmer fritt tilbake til pumpen 1.

Ved firoperasjon vil manøversleiden "gradvis" avdekke manøverventilens returkanal og strupe trykkolje fra den hydrauliske motor 2, som da av lasten blir drevet som pumpe. Den hydrauliske motors turtall reguleres på denne måte trinnløst tilsvarende en oljemengde fra null opp til den egentlige pumpens oljelevering. Den del av den egentlige pumpens oljelevering som strømmer gjennom manøverventilens forbiløpskanal, vil samtidig avta tilsvarende.

Føres ventilens 3 manøverhendel til ytterstilling, vil manøverventilsleiden avdekke manøverventilens returkanal. Trykket vil da forplante seg til trykkreduksjonsventilen 4 og den på overstrømningsventilen 6 lavest innstilte pilotventil 8. Trykkreduksjonsventilen 4 vil da strupe en oljemengde fra den hydrauliske motor 2, tilsvarende den egentlige pumpens 1 oljelevering, med et trykkfall i overkant av det lasten tilsier. Sleiden i trykkreduksjonsventilen 4 vil "flyte" i en stilling bestemt av at en fjærkraft pluss den egentlige pumpens matetrykk bestemt av oljenivået i ekspansjonstanken 5, balanserer med et ønsket og i høyeste grad tilsiktet matetrykk for den hydrauliske motor 2, på den egentlige pumpens 1 leveringsside. Synker trykket i pumpens leveringsledning, vil trykkreduksjonsventilens utgående trykk, som er tilnærmet konstant og bestemt av fjær pluss ekspansjonstankens oljenivå, styre sleiden slik at denne struper mer. Stiger trykket i pumpens leveringsledning over ønsket verdi, vil trykkreduksjonsventilen automatisk strupe mindre, slik at trykket i pumpens leveringsledning igjen synker. Trykkreduksjonsventilen 4 vil dermed sikre at den hydrauliske motor 1, når denne fungerer som pumpe ved "full fir", eksempelvis ved skyting av trål, få tilstrekkelig matetrykk for å forhindre kavitasjon. Videre vil trykkreduksjonsventilen forhindre at den egentlige pumpe 1, som kan være av konstruktivt sett enkel type med fast slagvolum og en leveringsretnlng, få uønsket trykk på retursiden. Trykkreduksjonsventilen er av kjent konstruksjon, men anvendelsen som fremgår av det foran nevnte er spesiell, idet den egentlige pumpes trykk vil holde trykkstoppventilsleiden i åpen stilling ved hivoperasjon, mens trykkreduksjonsventilens utgående trykk, bestemt av den relativt svake fjær pluss ekspansjonstankens oljenivå, vil bestemme den egentlige pumpes trykk og dermed den hydrauliske motors matetrykk ved "full fir". Den egentlige pumpes matetrykk vil dermed under alle forhold være bestemt av høydeforskjellen mellom pumpe og ekspansjonstankens oljenivå.

Som foran nevnt vil trykket fra den hydrauliske motor 2 ved fullt manøverventilhendelutslag forplante seg til pllot-ventilen 8. Denne pilotventil 8 som er innstilt på et relativt lavt åpningstrykk, styrer da overstrømningsventilen 6, eksempelvis ved skyting av trål. Den hydrauliske motor 2 vil da virke som pumpe og bremse lasten med et moment bestemt av pilotventilens 8 relativt lavt innstilte åpningstrykk, og levere en oljemengde lik summen av den egentlige pumpes oljelevering, pluss en variabel oljemengde som strømmer over overstrømningsventilen 6. Den oljemengde som strømmer fra motorens trykkside til sugeside over overstrømningsventilen 6, vil nemlig automatisk varieres i samsvar med variasjoner i belastningen, eksempelvis variasjoner i båtens fart og båtens bevegelser 1 urolig vær ved skyting av trål. En økende tendens i belastningen vil føre til at overstrømnings-ventilen åpner mer, alternativt vil en synkende tendens i belastningen resultere i at overstrømningsventilen åpner mindre. Den under bremseperioden tilførte energi, vil dermed ved struping over trykkreduksjonsventilen 4 og overstrøm-ningsventilen 6, omdannes til varme som tilføres systemet.

Ved å føre manøverventilhendelen, fra-, ytterstilling som gir automatisk kontroll med. et r.e-latlvt lav,tr. bremsemoment, mot null stilling, vil manøvervenitll sleiden- i økende grad dekke over manø.verventilens returkanal. Trykket i, den-hydrauliske motor 2' og dermed bremsemomentet vil da øke tr.innrøst, og turtallet vil avta tilsvarende. I og med at str.upningen av oljestrømmen fra den hydrauliske motor føres over fra trykkreduksjonsventilen 4 til manøverventilens returkanal, vil pilotventilen 8 "miste" åpningstrykket. Dersom manø-verventilsleiden struper så mye at trykket øker til pilotventilens 7 innstilte åpningstrykk, vil overstrømnings-ventilen 6 åpne og den hydrauliske motor vil da bremse med fullt bremsemoment. Ved å sette manøverventilhendelen i stopp-stilling, vil den hydrauliske motors turtall avta mot null, bortsett fra motorens interne lekkasje.

Systemet anvendt på en trålvinsj kan benyttes som eksempel. Når skyteperioden er avsluttet, reduseres båtens fart, samtidig som manøverventilhendelen føres fra ytterstilling, som gir automatisk kontroll med relativt lavt wirestrekk, til stopp-stilling. Manøverventilhendelen i stoppstilling innebærer automatisk kontroll med relativt høyt wirestrekk, og wirehastigheten vil avta mot null, bestemt av båtens fart.

Ved å drenere overstrømmingsventilen 6 ved hjelp av en to-veis ventil 9, vil den hydrauliske motor kortsluttes. Den hydrauliiske motor kan derved virke som kopling.

Ved "tauing" av trålen skal bare de mekaniske bremsene "holde" tromlene. Dersom trålen setter seg fast 1 bunnen, skal bremsen slure. Ved å kortslutte den hydrauliske motor 2, vil denne kunne virke som kopling og rotere tilnærmet trykkløst.

Claims (2)

1. Hydraulisk system, fortrinnsvis for drift av vinsjer basert på det prinsipp av en pumpe (1) leverer olje til en hydraulisk motor (2), hvor den hydrauliske motors turtall og dreiningsretning bestemmes av en fire-veis ventil (3) med en tilbakeslagsventil og utstyrt med en manøverhendel og med "åpent senter" av kjent konstruksjon, karakterisert ved at en med pumpen seriekoplet trykkreduksjonsventil (4) gir kontrollert låring av last ved begge fireretninger når manøverventilhendelen holdes i den respektive ytterstilling, idet trykkreduksjonsventilen som styres av trykket i motorens (2) innløp, struper trykkolje fra den hydrauliske motor (2) som da fungerer som pumpe og bremse med et trykkfall stort nok til å gi motoren tilstrekkelig matetrykk, idet den egentlige pumpe (1) fungerer som matepumpe for den hydrauliske motor (2) og forhindrer at den egentlige pumpe (1) får uønsket trykk på retursiden og slik at en oljemengde tilsvarende den egentlige pumpes oljelevering blir strupt og energien dermed omsatt til varme som tilføres til det hydrauliske system, og at en mellom fire-veis ventilen og motoren anbragt og med denne paral-lellkoplet trykkbegrensningsventil (6) ved fireoperasjon vil åpne ved to forskjellige, fortrinnsvis stillbare åpningstrykk, bestemt av manøverventilhendelens stilling og av to pilotventiler (7, 8), slik at den hydrauliske motors bremsemoment kan reguleres trinnløst fra maksimalt innstilt bremsemoment til minimalt innstilt bremsemoment ved å føre manøverventilhendelen fra stoppstilling til ytterstilling og at systemet med manøverventilen i ytterstilling gir automatisk kontroll med et ønsket, relativt lavt bremsemoment ved eksempelvis skyting av en trål, bestemt av pilotventilen (8), samt at systemet med manøverventilhendel i stopp-eller hivstilling gir automatisk kontroll av det maksimale bremsemoment bestemt av pilotventilen (7) ved endelig oppbremsing.

2. Hydraulisk system som angitt i krav 1, karakterisert ved at selve den hydrauliske motor (2) fungerer som kopling, idet den hydrauliske motor kortsluttes f.eks. ved hjelp av en to-veis ventil (9) ved å drenere den pilotstyrte trykkbegrensningsventil (6)., hvorved den hydrauliske motor vil kunne rotere tilnærmet trykkløst.