DE1041317B

DE1041317B - Device for controlling hydraulic drives, in particular for automatic control of the conveyance of rail or cable-shaped material

Info

Publication number: DE1041317B
Application number: DEV11344A
Authority: DE
Inventors: Hilmar Vits
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1956-10-06
Filing date: 1956-10-06
Publication date: 1958-10-16

Description

Vorrichtung zum Steuern von hydraulischen Antrieben, insbesondere zur selbsttätigen Regelung der Förderung von bahnen- oder kabelförmigem Gut Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen an hydraulischen Getrieben, die der selbsttätigen Gleichlaufregelung dienen. Diese Vorrichtungen werden unter anderem mit hydraulischer Hilfsenergie betrieben. Es ist bekannt, sie mit einer Rückführung zu versehen, damit die Regelung stabil ist, d. h. daß die in Gleichlauf geregelte Maschine nicht in ihrer Geschwindigkeit schwingt. Diese Schwingungsdämpfung wird jedoch in der Praxis nur unvollkommen erreicht, da die bei der Regelvorrichtung angewandten Mittel nur unvollkommen sind sowie die an sie gestellten Voraussetzungen nicht erfüllt sind.Device for controlling hydraulic drives, in particular for the automatic control of the conveyance of goods in the form of trains or cables Invention relates to devices on hydraulic transmissions, the automatic Serve synchronization control. These devices are, among other things, with hydraulic Auxiliary power operated. It is known to provide them with a return so the regulation is stable, d. H. that the synchronized machine is not in its speed vibrates. However, this vibration damping is in practice only incompletely achieved, since the means used in the control device only are imperfect and the requirements placed on them are not met.

Bei einer bekannten Vorrichtung wird das Maß der Geschwindigkeit gleichbedeutend mit der Stellung des Pumpen- und Motorgehäuses und dieses nochmals gleich dem Druck der Steuerflüssigkeit in den hydraulischen Stellmotoren gesetzt. Die erste Gleichsetzung trifft zwar mit großer Annäherung zu, die zweite hat jedoch große Fehler. Es ist vorgeschlagen worden, die durch die Verstellkraft hervorgerufenen Druckabweichungen durch eine Drossel von dem die Rückführung darstellenden Metallbalg fernzuhalten. Es ist jedoch einzusehen, daß diese Wirkung bei einer Drosseleinstellung nur bei einer Verstellgeschwindigkeit zufriedenstellen kann. Je nach Drosseleinstellung kann man entweder eine schnelle Schwingungsdämpfung mit großer Restschwingung oder eine langsame Schwingungsdämpfung mit kleiner Restschwingung erreichen.In a known device, the measure of the speed is synonymous with the position of the pump and motor housing and this again equals the pressure the control fluid set in the hydraulic servomotors. The first equation Although it is very approximately the case, the second has major errors. It is has been proposed, the pressure deviations caused by the adjusting force to be kept away from the metal bellows, which is the feedback, by means of a throttle. However, it is to be understood that this effect only occurs when the throttle is set an adjustment speed can satisfy. Depending on the throttle setting one can either use rapid vibration damping with large residual vibration or achieve slow vibration damping with small residual vibration.

Hierdurch kann die bekannte Vorrichtung hohen Anforderungen an Schwingungsfreiheit nicht gerecht werden.As a result, the known device can meet high demands on freedom from vibration not do justice.

Bei derselben Vorrichtung stellt der die Rückführung darstellende Metallbalg ein Konstruktionshindernis dar, da er die Ansammlung von Luft begünstigt und das Volumen des Steuerraumes vergrößert. Für eine möglichst präzise, nicht selbsttätig nachrückende Geschwindigkeitseinstellung muß aber der Steuerraum luftfrei sein und sein Volumen wegen der Kompressibilität der Steuerflüssigkeit klein gehalten werden.In the same device, the one representing the return Metal bellows are a construction obstacle because it favors the accumulation of air and increases the volume of the control room. For as precise as possible, not automatically The control room must be free of air for subsequent speed adjustment its volume can be kept small because of the compressibility of the control fluid.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtung ist die mechanische Verbindung zwischen Tänzerwalze und dem Getriebe. Es ist zwar schon vorgeschlagen worden, dafür einen Drahtzug zu verwenden. Dieser läßt zwar eine gewisse konstruktive Freizügigkeit zu, erfüllt aber nicht Forderungen an Maschinenlebensdauer. Er ist in Grobbetrieben wegen seiner Empfindlichkeit nicht zu verwenden. Sind Tänzer und Getriebe durch einen Bedienungsgang getrennt, so stellt der Drahtzug ein Stolperhindernis dar.Another disadvantage of the known device is the mechanical one Connection between the dancer roller and the gearbox. It has already been suggested to use a wire pull for this. This leaves a certain constructive Freedom of movement, but does not meet the requirements for machine service life. He is Not to be used in large farms because of its sensitivity. Are dancers and The gearbox is separated by a service aisle, so the wire pull constitutes a stumbling block represent.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die Nachteile vermieden; sie ist in der Zeichnung dargestellt. Fig. 1 zeigt die Seitenansicht der Vorrichtung mit einem hydraulischen Getriebe, die bis zu dem Raum der Steuerflüssigkeit der hydraulischen Stellmotore freiliegt; Fig. 2 ist ein Horizontalschnitt durch die Vorrichtung und das Getriebe; Fig. 3 stellt einen zwischen Ölpumpe und -motor liegenden Querschnitt der Vorrichtung und des Getriebes dar; Fig. 3 zeigt außerdem die zwischen zwei Arbeitsmaschinen geführte Warenbahn mit dem Tänzer.In the device according to the invention, the disadvantages are avoided; it is shown in the drawing. Fig. 1 shows the side view of the device with a hydraulic transmission that extends up to the space of the control fluid hydraulic servomotors exposed; Fig. 2 is a horizontal section through the Device and transmission; Fig. 3 shows a lying between the oil pump and motor Cross-section of the device and the transmission; Fig. 3 also shows the between two work machines guided web with the dancer.

Der Elektromotor 1 (s. Fig. 2) treibt über die Kupplung 2 den mit Schiebern, versehenen Rotor 3 der Ölpumpe, während der Rotor 4 des Ölmotors über einen Riementrieb 5 eine als Walzenpaar 6 (s. Fig. 3) symbolisch gezeichnete Arbeitsmaschine antreibt. Das Pumpengehäuse 7 (s. Fig. 2) ist mittels des Zapfens 8 durch das Getriebegehäuse 9 und Steuergehäuse 10 hindurch mit dem Kolben 11 verbunden. Das Ölmotorgehäuse 12 ist durch den Zapfen 13 mit dem Kolben 14 verbunden. Durch die Federn 15 und 16, die um die Zapfen 8 und 13 unter Spannung zwischen Gehäuse 9 und den Kolben 11 und 14 angeordnet sind, wird das Ölpumpengehäuse 7 in Stellung Fördermenge Null und das Ölmotorge!häuse 12 in Stellung größte Schluckmenge gehalten. Die Kolben 11 und 14 werden: durch Membranen, die zwischen dem Steuergehäuse 10 und den Steuergehäusedeckeln 17 eingespannt sind, abgedichtet. Beide Gehäusedeckel 17 sind durch ein als Hohlkörper ausgebildetes Teil verbunden, in dem sich das Doppelventil 18, 19 befindet. Durch Ventil 18 kann Flüssigkeit unter Druck, z. B. Wasser, aus der Versorgungsleitung in die Kammer 20 zwischen Gehäusedeckel 17 und den Kolben 11 und 14 geleitet werden, und durch Ventil 19 kann Wasser aus der Kammer 20 in den Abfluß geleitet werden.The electric motor 1 (see FIG. 2) drives the rotor 3 of the oil pump, which is provided with slides, via the clutch 2, while the rotor 4 of the oil motor drives a working machine symbolically drawn as a pair of rollers 6 (see FIG. 3) via a belt drive 5 . The pump housing 7 (see FIG. 2) is connected to the piston 11 by means of the pin 8 through the gear housing 9 and control housing 10. The oil motor housing 12 is connected to the piston 14 by the pin 13. By the springs 15 and 16, which are arranged around the pins 8 and 13 under tension between the housing 9 and the pistons 11 and 14, the oil pump housing 7 is held in the zero delivery position and the oil motor housing 12 is held in the largest displacement position. The pistons 11 and 14 are: sealed by membranes which are clamped between the control housing 10 and the control housing covers 17. Both housing covers 17 are connected by a part designed as a hollow body in which the double valve 18, 19 is located. Through valve 18, liquid under pressure, e.g. B. water, can be passed from the supply line into the chamber 20 between the housing cover 17 and the pistons 11 and 14, and through valve 19 water can be passed from the chamber 20 into the drain.

Die Ventilbetätigung bei der selbsttätigen Regelung zur geschwindigkeitsgleichen Förderung einer Warenbahn geht ebenfalls aus der Zeichnung hervor. Die Ventile 18 und 19 benötigen selbst in nicht druckentlasteter Ausführung wegen ihrer geringen Größe, die bei einem 10-PS-Getriebe in der Größenordnung von 10 mm2 Durchlaß liegt, nur schwache Federn 21, um selbsttätig zu schließen. Die Ventile 18 und 19 befähigen (s. Fig. 3) über zwei in den Achsen 22 gelagerte Winkelhebel 23 eine gelenkig an diesen aufgehängte Wippe 24. In der gezeichneten Mittelstellung der Wippe 24 sind die Ventile 18 und 19 geschlossen. Es tritt keine Geschwindigkeitsänderung im Getriebe ein. Wird die Wippe zum Getriebe hin bewegt, so öffnet sich das Ventil 18, und die Getriebedrehzahl steigt. Wird die Wippe 24 wieder vom Getriebe weg über die Mittelstellung hinaus bewegt, so schließt das Ventil 18, und das Ventil 19 öffnet sich, und das Getriebe wird abgebremst. Je weiter die Wippe 24 aus ihrer Mittelstellung bewegt wird, um so weiter öffnen sich die Ventile 18 und 19 und um so schneller ändert das Getriebe seine Drehzahl.The valve actuation in the automatic control for the same speed The drawing also shows the promotion of a web of material. The valves 18 and 19 require even in a non-pressure-relieved version because of their low Size, which is in the order of 10 mm2 passage for a 10 HP gearbox, only weak springs 21 to close automatically. Enable valves 18 and 19 (see Fig. 3) via two angle levers 23 mounted in the axles 22 in an articulated manner this suspended rocker 24. The rocker 24 is in the center position shown the valves 18 and 19 are closed. There is no change in speed in the transmission a. If the rocker is moved towards the gearbox, the valve 18 opens, and the Transmission speed increases. If the rocker 24 is back away from the gear via the middle position moves out, the valve 18 closes, and the valve 19 opens, and that Gear is braked. The further the rocker 24 moves from its central position the further the valves 18 and 19 open and the faster it changes the gear its speed.

An den Kolben 11 und 14 (s. Fig. 2) sind Gelenke 25 und 26 vorgesehen, in denen der Doppelhebel 27 gelagert ist. Auf diesem ist (s. Fig. 1 und 3) der Steuerhebel 28 angeordnet, der in die Wippe 24 eingreift. Der in den Steuerhebel 28 eingreifende Kolben 29, der sich mit einer Membrandichtung in der Druckdose 30 bewegt, ist über die Rohrleitung 31 mit dem in der Druckdose 32 beweglichen und dort abgedichteten Kolben 33 verbunden. Das nach außen abgeschlossene System der Druckdosen 30 und 32 mit den Kolben 29 und 33 sowie der Rohrleitung 31 ist mit Flüssigkeit gefüllt und überträgt die Bewegung des Kolbens 33 auf den Kolben 29. Die Tänzerwalze 34 ist in dem festen Zapfen 35 gelagert und über ihren kurzen Arm 36 mit dem Kolben 33 direkt und mit dem Kolben 29 durch die hydraulische Übertragung indirekt verbunden.Joints 25 and 26 are provided on pistons 11 and 14 (see Fig. 2), in which the double lever 27 is mounted. The control lever is on this (see FIGS. 1 and 3) 28, which engages in the rocker 24. The one engaging in the control lever 28 Piston 29, which moves with a diaphragm seal in the pressure cell 30, is over the pipe 31 with the movable in the pressure cell 32 and sealed there Piston 33 connected. The closed system of the pressure cans 30 and 32 with the pistons 29 and 33 and the pipeline 31 is filled with liquid and transmits the movement of the piston 33 to the piston 29. The dancer roller 34 is mounted in the fixed pin 35 and via its short arm 36 with the piston 33 directly and indirectly connected to the piston 29 by the hydraulic transmission.

Wird nun die Warenbahn 37 (s. Fig. 3) über die Führungswalze 38 und die Tänzerwalze 34 von einer nachgeschalteten, die Führung übernehmenden Arbeitsmaschine, die durch das Walzenpaar 39 symbolisch dargestellt ist, angezogen, so hebt sich die Tänzerwalze 34 schnell. Bei zunächst starr angenommener Hebelachse 27 wird der Steuerhebel 28 zum Getriebe hingezogen und öffnet Ventil 18 weit, so daß das Getriebe schnell und mit ihm die geregelte Maschine, durch. die Förderwalzen 6 symbolisch dargestellt, anläuft und die Warenbahn 37 fördert. Da die Tänzerwalze 34 sich erst wieder senkt, wenn die Fördergeschwindigkeit größer als die der Führungsmaschine 39 geworden ist und sich der Vorgang in umgekehrter Richtung wiederholt, pendelt die Tänzerwalze 34 zunächst um die gezeichnete Normalstellung. Für die tatsächliche Wirkungsweise muß die Seitenverschiebung der Hebelachse 27 berücksichtigt werden. Während Ventil 18 geöffnet ist, verschiebt sich einer der Kolben 11 und 14 und mit ihm die Doppelhehelachse 27 mit ihrer Lagerung des Steuerhebels 28 um einen Teilbetrag zum Getriebe hin. Hierdurch wird jeweils die Mittelstellung der Wippe 24 selbsttätig herbeigeführt und die der Mittelstellung der Wippe 24 entsprechende Sollstellung der Tänzerwalze 34 in Richtung ihres letzten Ausschlages zu der Stelle, wo die Tänzerwalze 34 zum Pendeln in die entgegengesetzte Richtung ansetzen will, verschoben. Damit ist der Gleichlauf erreicht, denn zu dem Zeitpunkt, in dem die Tänzerwalze 34 zum Pendeln in die andere Richtung ansetzen will - aber infolge der Sollstellungsverschiebung nicht mehr braucht -, hat der geregelte Antrieb die Geschwindigkeit der Führungsmaschine genau erreicht.If the web of material 37 (see FIG. 3) over the guide roller 38 and the dancer roller 34 from a downstream machine that takes the lead, which is symbolically represented by the pair of rollers 39, attracted, so lifts the dancer roller 34 quickly. When the lever axis 27 is initially assumed to be rigid, the Control lever 28 is drawn towards the transmission and opens valve 18 wide, so that the transmission quickly and with it the regulated machine. the conveyor rollers 6 symbolically shown, starts and the web 37 promotes. Since the dancer roller 34 is only decreases again when the conveyor speed is greater than that of the guide machine 39 has become and the process is repeated in the opposite direction, commutes the dancer roller 34 initially to the normal position shown. For the actual The side shift of the lever axis 27 must be taken into account. While valve 18 is open, one of the pistons 11 and 14 and shifts with him the Doppelhehelachse 27 with its storage of the control lever 28 by a partial amount towards the transmission. As a result, the middle position of the rocker 24 is in each case automatically brought about and the desired position corresponding to the central position of the rocker 24 the dancer roller 34 in the direction of its last deflection to the point where the dancer roller 34 wants to start commuting in the opposite direction, moved. In order to the synchronism is achieved, because at the point in time at which the dancer roller 34 to Want to start commuting in the other direction - but as a result of the target position shift no longer needed - the controlled drive has the speed of the lead machine reached exactly.

Regeltechnisch gesehen stellt die Verschiebung des Doppelhebels 27 die Rückführung dar, die zur Stabilisierung des Regelvorganges führt. Da eine Verschiebung des Pumpengehäuses um einen bestimmten Weg eine kleinere Geschwindigkeitsänderung als eine Verschiebung des Motorgehäuses um einen gleich großen Weg verursacht, kann die Verschiebung des Motorgehäuses für die Rückführung stärker berücksichtigt werden. Wird die Entfernung der Lagestelle für den Steuerhebel 28 von dem Gelenk 25 auf dem der Pumpe zugehörigen Kolben 11 größer gehalten als die vom Gelenk 26 auf dem dem Motor zugehörigen Kolben 14, so läßt sich je nach Wahl des Verhältnisses der Entfernungen eine Stabilisationswirkung erreichen.From a control point of view, the displacement of the double lever 27 the feedback, which leads to the stabilization of the control process. There is a shift of the pump housing by a certain distance a smaller speed change than caused a displacement of the motor housing by an equal distance the displacement of the motor housing for the return must be taken more into account. The distance of the location for the control lever 28 from the joint 25 is based on the piston 11 associated with the pump held larger than that of the joint 26 on the the engine associated piston 14, depending on the choice of the ratio of A stabilizing effect can be achieved at a distance.

Antriebe mit der Vorrichtung stellen auch Einzelantriebe mit Fernsteuerung dar. In diesem Fall wird der Kolben 33 durch eine Spindel mit Handrad bewegt. Diese Art der Fernsteuerung ist gegenüber den üblichen elektrischen viel feinfühliger, außerdem ist sie explosionssicher. Die Vorteile der Vorrichtung sind aus der Beschreibung und der Zeichnung zu erkennen. Die Rückführung des Reglers mit dem Doppelhebel 27 ist ein exaktes, unverfälschtes Maß der Gehäuseverschiebung. Durch die Anwendung von strammen Kugelgelenken für das Anlenken des Doppelhebels 27 an die Kolben 11, 14 ist auch die Verfälschung durch ein mechanisches Übertragungsspiel praktisch ausgeschlossen.Drives with the device also provide individual drives with remote control In this case, the piston 33 is moved by a spindle with a handwheel. These The type of remote control is much more sensitive than the usual electrical ones, it is also explosion-proof. The advantages of the device are from the description and the drawing. The return of the regulator with the double lever 27 is an exact, unadulterated measure of the housing displacement. Through the application of tight ball joints for the articulation of the double lever 27 to the piston 11, 14, the falsification by a mechanical transmission game is also practical locked out.

Durch die in die Vorrichtung genau eingehende Rückführung und kleinstmögliche Elastizität der hydraulischen Stellmotore genügt die Stabilisierung der Gleichlaufregelung höchsten Anforderungen.Due to the precise and smallest possible return in the device The elasticity of the hydraulic servomotors is sufficient to stabilize the synchronization control highest requirements.

Da bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung der Tänzer mit dem Getriebe hydraulisch verbunden ist, werden durch die Übertragung die Vorzüge einer Rohrleitung gewonnen. Maschinenlebensdauer sowie Verschleißlosigkeit stehen außer Frage. Darüber hinaus läßt sich die Rohrleitung in den Boden einbetonieren. Die Verbindung liegt dann unter Flur und kann keine Wege versperren. Die räumliche Anordnung von Tänzer und Getriebe ist durch die Verbindung der beiden nicht im geringsten beschränkt.Since in the device according to the invention, the dancer with the gear is hydraulically connected, the benefits of a pipeline are achieved through the transmission won. The service life of the machine and the lack of wear are out of the question. About that In addition, the pipeline can be concreted into the ground. The connection lies then under the corridor and cannot block any paths. The spatial arrangement of dancers and transmission is not in the least limited by the combination of the two.

Claims

PATENT APPLICATION (> rHE: 1. Device for controlling hydraulic drives, in particular-for the automatic regulation of the conveyance of web-shaped material, in which the transmission is controlled by a dancer scanning the material web, characterized in that the dancer (34> and the Control levers (28) are connected to the pistons (29, -33) of two pressure cells (30, 32) which are connected by a pipeline (31), filled with a liquid and sealed from the outside.

2. Device for controlling hydraulic drives according to Claim 1, characterized in that that the double lever (27) on which the bearing point for the control lever (28) is at its ends (25, 26) on the pistons (11, 14) of the pump and motor housing (7, 12) is hinged.

3. Device for controlling hydraulic drives according to the claims 1 and 2, characterized in that on the double lever (27) the Removal of the bearing point of the control lever (28) up to the joint (25) on the pump piston (11) is equal to or greater than up to the joint (26) on the engine piston (14).