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Elektrohydraulische Antriebsvorrichtung Die Erfindung bezieht sich
auf eine elektrohydraulische Antriebsvorrichtung mit von. einem Elektromotor angetriebener
Pumpe, die auf den Arbeitskolben der Antriebsvorrichtung bei laufendem Elektromotor
einen Flüssigkeitsdruck ausübt. Die Erfindung ist darin zu erblicken, daß Mittel
vorgesehen sind, die bewirken, daß der von der Pumpe erzeugte Flüssigkeitsdruck
proportional der äußeren Belastung des Arbeitskolbens ist. Die für die Hubbewegung
des Arbeitskolbens benötigte Zeit ist mithin bei jeder Belastung gleich.
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Zu diesem Zweck ist die Pumpe unterhalb des Arbeitskolbens angeordnet
und das Pumpengehäuse geteilt ausgeführt. Dabei ist zwischen Pumpengehäuseoberteil
und -unterteil ein gleiten: der Ventilteller vorgesehen, der in der oberen Endlage
Auslaßöffnungen unterhalb des Pumpenrades freigibt, die er in der anderen Endlage
schließt und dabei gleichzeitig einen Durchlaß zwischen dem unteren Rand des Gehäuseoberteils
und dem oberen Rand des Ventiltellers öffnet. Dieser Ventilteller steht unter Wirkung
einer Feder; deren Kraft zweckmäßig kleiner ist als der durch die Pumpe erzeugte
maximale Flüssigkeitsdruck.
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Damit die Begrenzung der Auf- und Abwärtsbewegung des Ventiltellers
geregelt! werden kann, greift mittelbar am Ventilteller ein schwenkbarer Hebelmechanismus
an, der im Zusammenwirken
mit einstellbaren. Schraubbolzen bzw.
Schraübbolzenmuttern die Begrenzung der Ventiltellerbewegung bestimmt.
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Die Erfindung sei in einem Ausführungsbeispiel an Hand der Fig. i
:bis 4 näher erläutert. Hierin zeigt Fig. i die erfindungsgemäße elektrohydraulische
Antriebsvorrichtung in einem Längsschnitt; Fig. 2 gibt dieselbe Vorrichtung in einer
anderen Betriebslage wieder; Fig. 3 läßt den Aufbau der einstellbaren Regelbarkeit
der Ventiltellerbewegung erkennen, wozu Fig. 4 in Draufsicht und- teilweisem Schnitt
den Aufbau des Hebelmechanismus darstellt.
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Wie aus der Zeichnung hervorgeht, ist ein. zylindrischer Flüssigkeitsbehälter
io mit einer Deckplatte i i versehen, auf der ein elektrischer Motor 12 mit lotrechter
Achse gelagert und an der in verhältnismäßig geringem parallelem Abstand zum Rand
des Behälters io eine weitere Führungsplatte 13 vorgesehen ist. Gefäß mit Deckel
können etwa aus Gußeisen hergestellt sein.
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Der Zylinder io ist mit einer Flüssigkeit, beispielsweise mit Öl,
bis in Höhe der Führungsplatte 13 gefüllt. Ein ringförmiger Anschlag i4; der einen
Teil des Arbeitskolbens bildet, ist innerhalb des Zylinders io zur Begrenzung der
latrechten Bewegung vorgesehen. Sie wird von: einem Paar Schraubbolzen 15, 16 nach
außen übertragen. Die unteren Enden dieser Schraubbolzen sind mit dem Anschlag 14
durch irgendwelche Befestigungsmittel 17, beispielsweise Schrauben, verbunden, während
die oberen Enden. durch die Deckplatte i i greifen und mittels einer Lasche 18 miteinander
starr gekuppelt sind.
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In Nähe .des Bodens des Flüssigkeitsbehälters io ist eine Pumpe mit
einem Gehäuse i9 und den Teilen iga, igb angeordnet. Das Gehäuse ist, mit einer
Auslauföffnung 2o versehen. Die Teile i9 und iga des Gehäuses sollen einen Raum
2i schaffen, innerhalb dessen die Pumpvorrichtung liegt. Sie erhält einen ringförmigen
Kanal 23.
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Die Teile iga, igb sind durch Befestigungsmittel 2q., 25 mit dem Pumpengehäuse
verbunden. Durch Schrauben 27 wird der Oberteil 26 des Pumpengehäuses an einem Zylinder
28 gehalten, der wiederum mit der Führungsplatte 13 in Verbindung steht. Öffnungen
30 innerhalb der Wandung dieses Zylinders 28 dienen dazu, eine Verbindung
mit dem Raum oberhalb des Anschlages 14 zu schaffen, .der als Arbeitskolben den
Behälter io in einen oberen und unteren Teil trennt.
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Die lotrechte Antriebswelle 31 der Pumpe ist in den Lagern 32 der
Führungsplatte 13 und in den Lagern 33 gehalten. Die Antriebswelle 31 ist mit der
Motorwelle 34 in beliebiger Weise derart gekuppelt, idaß eine Drehung des Motors
gleichzeitig die Drehung der Pumpe verursacht.
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Um die Geschwindigkeit der Abfall- und Hubzeit des Arbeitskolbens
regeln zu können, ist: seitsich an den Teilen 19b gleitend ein Ventilteller 36.
37 vorgesehen. Er wird beispielsweise durch Bolzen 38, 39 am Joch 40 gehalten. Die
Welle 31 ist wiederum gleitend in einem Rohr 41 angeordnet, das mit der Führungsplatte
13 durch einen Flansch 42 etwa mittels Schraubverbindung gehalten wird. Das joch
40 hat einen rohrförmigen: Ansatz 4oa, der ebenfalls gleitend auf dem Rohr 41 angeordnet
ist.
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Das untere Ende des Rohres 41 drückt gegen einen Stahlring 43. Der
Ventilteiler 36, 37 ist mit einem Auge 37a versehen, das eine ringförmige Nut zur
Aufnähme einer Feder 45 aufweist. Ein aus zwei Armen 4,6a, 46b und einer Verbindungsplatte
46c bestehender schwenkbarer Hebel 46 ist in den Lagern 47 und. 48 eingehängt. Diese
werden von der Führungsplatte 13 gebildet. Der Hebel 46 ist mit Zapfen 4.6a ausgestattet,
die in Schlitzen 49, 50 des Jochteiles 40a gleiten.
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Zur regelbaren Begrenzung der Auf- und Abwärtsbewegung des Ventiltellers
36 dienen zwei einstellbare Schraubbolzen 51, 52. Sie durchgreifer die Deckplatte
i i und wirken mit dem Hebelmechanismus 46 zusammen. Der Schraubbolzen 52 kann in
eine beliebige Lage zur Verbindungsplatte 46a des Hebels 46 gebracht werden, durch
die die Abwärtsbewegung des Ventiltellers begrenzt wird. Die Verbindungsplatte 46a
weist eine Aussparung 53 auf, @durch welche der Schraubbolzen 51 geführt ist. Er
kann je nach Wahl in eine bestimmte Stellung zur Verbindungsplatte 46a geschraubt
werden, so daß die Aufwärtsbewegung -des Tellers 36 dann begrenzt wird, wenn der
Hebelmechanismus mit der Mutter 54 am unteren Ende des Schraubbolzens:51 in Wirkung
tritt.
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Die Geschwindigkeit der Hubbewegung des Kolbens wird naturgemäß von
der Größe der Offnung 2o abhängen. Durch Richten des Schraubbolzens 51 kann die
Größe dieser Öffnung geändert und dadurch die zur Hubbewegung benötigte Zeit ebenfalls
wahlweise verschieden gemacht werden.
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Der Pumpengehäuseteil igb ist vom Oberteil 26 getrennt und bietet
dadurch dem Öl von der einen Seite des Kolbens zur anderen einen Durchfluß. Wenn
das obere Ende .des Ventiltellers 36 sich unterhalb des Gehäuseoberteiles 26 befindet,
ist dieser Durchfluß,wie in. Fig. i gezeigt, offen, wenn aber der Ventilteller 36
über den unteren Rand des Gehäuseoberteiles 26 ragt, ist der Durchlaß, wie aus Fig.
2 hervorgeht, geschlossen:. Die Abfallgeschwindigkeit des Kolbens 14 und daher die
für den Arbeitsweg benötigte Zeit wird von der Größe der Öffnung des Durchlasses
abhängig sein, und zwar vom Betrag der Öffnung zwischen dern unteren Rand des Gehäuseoberteiles
26 und dem oberen Rand des verschiebbaren Ventiltellers 36. Durch wahlweises Anziehen
entsprechender Schraubenmuttern bzw. des Schraubbolzens 52 kann die Öffnung des
Durchflusses für das Öl und dadurch die für den Abfall des Kolbens notwendige Zeit
verändert werden.
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Die Wirkungsweise der Anordnung sei durch die nachstehende Beschreibung
erläutert.
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Die Inbetriebnahme des Motors 12 bedingt eine Umdrehung der Pumpenwelle
31 und des Pumpenrades 22. Das Öl wird von dem Raum unterhalb
des
Kolbens 14 durch den Durchlaß zwischen dem Ventilteller 36 und dem Gehäuseoberteil
26 zum Kanal 23 des Pumpenrades 22 geleitet. Es wird aber ebenfalls aus dem Raum
oberhalb des Kolbens 14 durch Öffnungen 30 hind:urchtreten. Durch die Pumpwirkung
wird das Öl veranlaßt@, radial durch den Pumpenkanal 23 und. durch die Öffnung 2o
nach außen zu treten. Auf Grund dessen wird gegen die untere Fläche des Ventiltellers
36 ein Flüssigkeitsdruck ausgeübt, der von genügender Wirkung ist, um diesen Ventilteller
36 in eine Lage zu bringen, in welcher der untere Rand dieses Tellers über den oberen
des Gehäuseteiles iga zu liegen kommt.
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Die Bemessung der Feder 45 ist nun eine derartige, daß die Pumpe ungehindert
die volle Geschwindigkeit entwickelt und einen maximalen Öl-
druck erzeugt,
damit der Teller nach oben bewegt wird und dadurch d!ie Öffnung 2o der Pumpe öffnet
und: den Durchlaß zwischen dem Gehäuseteil I9b und dem Oberteil 26 schließt. Hierdurch
wird die Startzeit für die Bewegung des Kolbens unabhängig von der äußeren Belastung
des Kolbens. Sie ist daher für jede Belastung die gleiche.
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Sobald der Durch.laß oberhalb der Pumpe geschlossen ist, erhält der
Kolben verschieden starken Druck; im- vorliegenden Fall entsteht ein Flüssigkeitsd'ruckunterschied
zu beiden Seiten des Kolbens. Dieser Flüssigkeitsdiruck wirkt sich ebenfalls auf
den Ventilteller 36 aus und bewegt ihn: in eine Zwischenstellung, wobei die Größe
der Öffnung 20 und der Flüssigkeitsdruck auf den Arbeitskolben von der äußeren Belastung
abhängig ist. Das heißt also, wenn die äußere Belastung groß ist, wird der Ventilteller
in einer Lage gehalten, die eine entsprechend große Öffnung des Durchlasses vorsieht;
ist die äußere Belastung klein, wird der Ventilteller in einer Stellung gehalten,
in der die Öffnung des Durchlasses ein verhältnismäßig geringes Ausmaß hat. Mit
anderen Worten ist der Flüssigkeitsdruck zur Bewegung des Kolbens proportional der
äußeren Belastung dieses Kolbens. Daher ist die für den Hub benötigte Zeit für jede
Belastung gleich. Sobald der Kolben seinen Hub beendet hat, wird der Öldruck wieder
sein Maximum erreichen. Der Ventilteller 36 beendet seinen Weg und. nimmt eine Endlage
ein, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist.
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Der Abfall des Arbeitskolbens wird durch das Ausschalten des Motors
bewirkt. Die Pumpe gleitet dann abwärts, und der Öldruck steigt rasch. Sobald der
Öldruck nur auf einen kleinen Betrag anwächst, zwingt die Feder 45 den Ventilteller
36 zu einer Abwärtsbewegung, wodurch die Öffnung 20 geschlossen und der Durchlaß
oberhalb der Pumpe, also zwischen dem oberen. Rand des Ventiltellers 36 und dem
unteren des Pumpengehäuseoberteiles 26, geöffnet wird. Durch den Durchlaß dringt
das 01 von dem Raum unterhalb des Kolbens in den Zylinder 28 und durch die
Öffnung 30 in den Raum oberhalb des Arbeitskolbens. Hieraus folgt, daß die
Startzeit für den Abfall des Kolbens unabhängig von der äußeren Belastung ist. Der
Abfall wird nun dadurch vollendet, daß das Öl unterhalb des Kolbens durch den Durchlaß
fließen kann. Dies geschieht in einem sehr raschen Vorgang. Die für den Abfall notwendige
Zeit verändert sich etwas mit der Belastung. Aber der Abfall geht so schnell vor
sich, daß für alle praktischen Fälle die hierfür erforderliche Zeit doch gleich
ist.