DE2212179C2 - Hydraulisches System, vorzugsweise zum Antrieb von Winden - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches System, vorzugsweise zum Antrieb von Winden, dessen Pumpe über Leitungen Öl an einen hydraulischen Motor liefert, wobei die Drehzahl und die Drehrichtung des hydraulischen Motors von einem zwischen Pumpe und Motor angeordneten 4/3-Ventll bestimmt wird.

Aus der US-PS 26 65 081 Ist eine auf einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug montierte Einrichtung zum Auf- und Abspulen von an einem festen Punkt befestigten elektrischen Kabeln bekannt geworden. Das System !st dabei so eingerichtet, daß sich das elektrische Kabel, abhangig davon, ob sich das Fahrzeug zu dem Befestlgungspunkl des elektrischen Kabels hin- oder von diesem fortbewegt, automatisch auf die Trommel aufgespult oder von der Trommel abgespult. Bei einer Benutzung dieses hydraulischen Systems zum Betrieb von Winden kann eloe hängende Ladung durch Anlassen der Pumpe von einer festen Unterlage gehievt werden. Eine hängende Lest kann jedoch nicht angehalten werden, ohne das die Pumpe angehalten wird. Jedoch wird die Pumpe dann in entgegengesetzter Richtung als Motor betrieben werden und dabei den Elektromotor, den Dieselmotor oder dgl.. In der entgegengesetzten Richtung antreiben. Die Ladung wird dann unkontrolliert hinabrutschen.

Bei diesem hydraulischen System wird das Drehmoment des Motors mit einein Ventil begrenzt, wenn der Motor zum Aufspulen des Kabels als Motor wirkt. Das Drehmoment des Motors wird von einem zweiten Ventil begrenzt, wenn der Motor zum Abspulen des Kabels als Pumpe wirkt. Das hydraulische System Ist ein offenes System. Das heißt, daß das Retouröl zu dem Tank zuiackfließt. Der Fülldruck der Pumpe In der Leitung ist deshalb auf den atmosphären Druck minus dem Druckabfall begrenzt, der an dem Strömungswiderstand der Leitung liegt. Wenn der Motor als Pumpe betrieben wird, ergibt sich ein ungünstiger Fülldruck des Motors, da der Fülldruck durch den atmosphären Druck minus dem Dnickgcfi'ilie in den Leitungen und In dem Ventil begrenzt wird. Der niedrige Fülldruck des Motors wird eine starke Begrenzung dafür sein, mit welcher Umdrehungszahl der Motor rotieren kann, ohne zu kavitleren.

Das System ist so eingerichtet, daß, wenn der Motor als Pumpe betrieben wird, nicht nur die Ölmenge des Motors fliber das Ventil gedrosselt wird. Auch die Ölmenge von der eigentlichen Pumpe wird über dieses Ventil gedrosselt. Bei einer Benutzung des Systems für den Windenbetrieb würde das Resultat davon eine unverhältnismäßig hohe Wärmeentwicklung und ein unnötiger Wirkungsverlust zum Betreiben der Pumpe sein.

Aus der DE-AS 12 77 526 ist ein hydraulischer

Windenantrieb bekannt, der sich aus mindestens einer Pumpe, einem zum Antrieb der Windentrommel dienenden Motor sowie einem von Hand zu betätigenden Steuerventil zusammensetzt, wobei das Steuerventil zur Steuerung der den Motor von de." Pum^e zuzuführenden

*o Flüssigkeitsmenge dient, indem ein entsprechend veränderlicher Anteil der von der Pumpe geförderten Flüssigkeitsmenge über einen Bypass außerhalb des hydraulischen Motors abgeleitet wird, sowie mit einem Umschaltventil zum Übergang vom Ladebetrieb auf Ver-

« täuungsbetrleb, wobei für den selbsttätigen Vertäuungsbetrleb zwischen der Druckleitung und der Abflußleitung des Motors ein Überströmventil angeordnet Ist, daß auf einem unterhalb der Höchstbelastung liegenden Öffnungsdruck einstellbar Ist. Dabei kann das Überslröm- ventil jedoch nur kleine Effekte drosseln, zumal der Zweck des Überströmventils In der Verminderung des Arbeitsdruckes des Systems unter ganz bestimmten Verhältnissen ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydrau- Hsches System, vorzugsweise zum Antrieb von Winden der eingangs erläuterten Art zu schaffen, mit der sowohl in der einen Drehrichtung als auch In der anderen Drehrichtung ein Aufwickeln und ein Abwickeln von Stahlseil möglich Ist und das Abwickeln gebremst werden kann,

Diese Aufgabe Ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein mit der Pumpe In Reihe geschaltetes Druckreduktlonsventil sowohl In Fler- als auch In Hievrichtung ein kontrolliertes Fieren bzw. Hieven der Last gewährt.

wenn der Betätigungsgriff des 4/3-Ventlls In der jeweiligen Endstellung gehalten wird. Indem das Druckreduktlonsventll Drucköl von dem hydraulischen Motor, der beim Fieren der Pumpe arbeitet, mit einem Druckabfall

größer als ihn die Last selbst bewirkt, drosselt, indem die eigentliche Pumpe 1 als Speisepumpe für den hydraulischen Motor tätig ist und ein konstantes Fördervolumen aufweist und in einer Lieferrtchtung fördert, da das Druckreduktionsvent;i verhindert, daß die eigentliche Pumpe auf der Ansaugseite einen unerwünschten Druck erhält, und daß ein mit -dem Motor parallel geschaltetes Überströmventil bei dem Fiervorgang von zwei verschiedenen Pilotventilen mit einstellbaren Einstelldrucken, die von der Stellung des 4/3-Ventlls bestimmt sind, geöffnet wird, so daß das Bremsmoment des hydraulischen Motors stufenlos von einem maximalen auf einen minimalen Wert durch Führen des Betätigungsgriffes des 4/3-Venlils aus der Anhaltstellung in die Endstellung geregelt werden kann und daß bei in Fier-Endstellung befindlichem 4/3-Ventil die automatische Kontrolle des minimalen Wertes des Bremsmomentes durch das Pilotventil und bei in Anhalt- oder Hiev-Stellung befindlichem 4/3-Ventil die automatische Kontrolle des maximalen Wertes des Bremsmomentes durch das Pilotventil vorgenommen wird.

Dadurch wird in einfacher Weise erreicht, daß diese Windenausführung an verschiedenen Stellen an Bord eines Schiffes zu unterschiedlichen Zwecken benutzt werden kann. So kann eine Winde beim Abwickeln eines Stahlseils in einer bestimmten Richtung rotleren, während eine andere Winde, desselben Typs, beim Abwikkeln der Leine in entgegengesetzter Richtung rotiert. Eine Sortenvielfalt wird somit vermieden unci ein großes Ersalzteillager eingespart. Bei einem Trawler können zwei Identische Winden benutzt werden, von denen die eine an der Steuerbordseite und die andere an der Backbordseite vorgesehen werden, zum Einsetzen und einholen des Trawlernetzes. Die Winden werden symmetrisch zur Mittellinie des Fahrzeuges aufgestellt und beim Aussetzen und Einholen werden sie dann, vorzugsweise von derselben Pumpe angetrieben, mit entgegengesetzten Drehrichtungen rotieren können. Beim Aussetzen des Trawlernet/es werden die Winden gebremst, so daß die Trawlernetz-Stahlseile stramm gehalten werden. Die Winde kann somit in der einen oder in der anderen Rotationsrichtung als Einholrichtung und in der entgegengesetzten Rotalionsrlchtung als Aussetz- oder Abwicklungsrichtung verwendet werden. Gleichzeitig ist das hydraulische System so, daß die Bremswirkung, die jede Winde ausüben kann, von der Kapazität der Pumpe unabhängig ist.

Der hydraulische Motor kann selbst als Kupplung fungieren, wobei der hydraulische Motor dadurch kurzgeschlossen wird, daß mittels eines 2-Wege-Ventlls ein pilotgesteuertes Überströmventil drainlert wird, wodurch der hydraulische Motor annähernd drucklos rutleren kann, z. B. wenn sich das Schleppnetz beim Schleppen im Boden festsetil.

In den Zeichnungen ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels dargestellt, und zwar zeigt

Flg. 1 das hydraulische System In schematlscher Darstellung während des Aussetz- oder Einholvorganges,

Flg. 2 das hydraulische System in schematlscher Darstellung während des Aussetzens von Trawl und

Flg. 3 das hydraulische System In schematlscher Darstellung während eines Bremsens mit dem maximalen Bremsmoment.

Die Pumpe 1, die von einem Elektromotor, Dieselmotor oder einer ande.en Kraftquelle angetrieben wird, liefert Öl an den hydraulischen Motor 2, der wiederum die Winde antreibt. Das 4/J-VentH 3 steuert Öl von und zu dem hydraulischen Motor 2.

Die Drehzahl des hydraulischen Motors 2 wird mittels Drosselregelung bestimmt, Indem die Ölmenge, die durch die Bypasskanlle des 4/3-Ventlls 3 geleitet wird, stufenlos von voller Pumpenlieferung auf Null geregelt

■> werden kann. Die Drehrlchtung des hydraulischen Motors 2 wird durch Kreuzen der Leitungen umgesteuert.

In dem System befindet sich ein Druckreduktidnsventll 4 um ein kontrolliertes Fieren zu gewährleisten, wenn

κι der Betatlgungsgriff des 4/3-Ventils 3 in die Außenstellung »fier« geführt worden Ist. Der Schieber des Druckreduktionsventils 4, wenn der Betätigungsgriff des 4/3-Ventlls 3 in Anhaltstellung steht, von dem Zirkulationsdruck der Pumpe, der gegen eine verhältnismäßig schwa-

i"> ehe Feder sowie einen von dem Höhenunterschied des Expansionstanks bestimmten Druck wirken wird, in offener Stellung gehalten werden.

Bei der Hievoperation wird ebenfalls der Schieber des Druckreduktionsventils 4 von dem Pumpendruck offen

2it gehalten werden, so daß Retouröi vom Motor 2 frei zu der Pumpe 1 zurückströmt. Bei der Fieroperation wird der Schieber des 4/3-Ventils

3 graduell den Retourkanal des 4/3-Ventils 3 abdecken und Drucköl von dem hydraulischen Motor 2 drosseln,

.·■· der dj.nn von der Belastung als Pumpe angetrieben wird. Die Drehzahl des hydraulischen Motors 2 wird in dieser Weise stufenlos entsprechend einer Ölmenge von Null bis hinauf zu der Öllieferung der eigentlichen Pumpe 1, geregelt. Der Teil der Öllieferung der eigentlichen Pumpe

»ι 1, der durch den Bypasskanal des 4/3-Ventlls 3 strömt, wird gleichzeitig entsprechend abnehmen.

Wenn der Betätigungsgriff des 4/3-Ventlls 3 In Außenstellung geführt wird, wird der Schieber des 4/3-Ventils 3 den Retourkanal des 4/3-Ventils 3 abdecken.

is Der Druck wird sich dann auf das Druckreduktionsventil

4 und auf das auf dem Überströmventil ti am niedrigsten eingestellten Pilotventil 8 verpflanzen. Das Druckreduktionsventil 4 wird dann eine Ölmenge entsprechend der Öllieferung der eigentlichen Pumpe 1 vom hydraulischen

■»e Motor 2, mit einem Druckabfall oberhalb dessen, was die Belastung bewirkt, drosseln. Der Schieber in dem Druckreduktionsventil 4 wird in einer davon bestimmten Stellung überführt, daß die Federkraft plus der von dem Ölniveau in dem Expansionstank 5 bestimmte Speise-

>i druck der eigentlichen Pumpe 1 mit einem gewünschten und Im höchsten Maße beabsichtigten Speisedruck für den hydraulischen Motor 2 auf der Lieferseite der eigentlichen Pumpe 1 balancieren. Sinkt der Druck In der Lieferleitung der Pumpe 1, wird der ausgehende Druck des

■">" Druckreduktlonsvcntlls 4, der annähernd konstant und von einer Feder plus dem Ölniveau des Expansionstanks bestimmt lsi, den Schieber so steuern, daß dieser mehr drotseit. Steigt der Druck in der Lieferleitung der Pumpe 1 über einen gewünschten Wert, wird das Druckreduk-

■" tlonsventll 4 automatisch weniger drosseln, so daß der Druck In der Lieferleitung der Pumpe wieder sinkt. Das Druckreduktionsventil 4 wird dadurch gewährleisten, daß der hydraulische Motor 1, wenn dieser bei vollem Fieren, beispielsweise beim Aussetzen eines Schleppnet-

ho zes als Pumpe fungiert, genügend Spelsedfuck erhält, um Kavitation zu verhindern. Ferner wird das Druckreduktlonsventll verhindern, daß die eigentliche Pumpe I, die konstruktiv einfache Art mit festem Hupvolumen und einer Lieferrlchtung sein kann, auf der Retourseite uner-

>5 wünschten Druck erhält. Das Druckreduktionsventil Ist bekannter Konstruktion, doch ist die aus den vorhergenannten hervorgehende Verwendung speziell, Indem der Druck der eigentlichen PumDe den Schlebei des Druck-

reduktlonsventlls 4 bei Hlevoperatlonen In offener Stellung halten wird, während der von einer verhältnismäßig schwachen Feder plus dem Ölnlveau des Expansionstanks bestimmte ausgehende Druck des Reduktlonsventlls 4 den Druck der eigentlichen Pumpe 1 und dadurch den Speisedruck des hydraulischen Motors 2 bei vollen Fieren bestimmen wird. Der Speisedruck der eigentlichen Pumpe 1 wird dadurch unter allen Verhältnissen von dem Höhenunterschied zwischen Pumpe und ölnlveau des Expansionstanks bestimmt sein.

Wie bereits erwähnt, wird sich der Druck von dem hydraulischen Motor 2 bei vollem Ausschlag des Beläiigungsgrlffes des 4/3-Ventlls 3 auf das Pllotventll 8 verpflanzen. Dieses Pllotventll 8, daß auf einem verhältnismäßig niedrigen Öffnungsdruck eingestellt Ist. steuert dann das Überströmventil 6. beispielsweise beim Aussetzen von einem Schleppnetz. Der hydraulische Motor 2 wird dabei als Pumpe fungieren und die Belastung mit einem von dem verhältnismäßig niedrig eingestellten Öffnungsdruck des Pllotventlls 8 bestimmten Moment Bremsen und eine Ölmenge gleich der Summe der Öllleferung der eigentlichen Pumpe 1 plus eine variable Ölmenge, die über das Überströmventil 6 strömt, liefern. Die ölmenge, die von der Druckseite des Motors 2 zu der Saugseite über das Überströmventil 6 strömt, wird nämlich automatisch In Übereinstimmung mit Variationen in der Belastung, beispielsweise Variationen der Geschwindigkeit des Schiffes und der Bewegungen des Schiffes bei unruhigem Wetter beim Aussetzen des Schleppnetzes variiert werden. Eine zunehmende Tendenz in der Belastung wird dazu führen, daß sich das Überströmventil 6 mehr öffnet, alternativ wird eine sinkende Tendenz In der Belastung darin resultieren daß sich das Überströmventil 6 weniger öffnet. Die während der Bremsperiode zugeführte Energie wird dadurch mittels Drosselung über das Druckreduktlonsventll 4 und das Überströmventil 6 In Wärme umgewandelt werden, die dem System zugeführt wird.

Beim Führen des Betätlgungsgrlffes 4/3-Ventlls 3 aus der Außenstellung, die eine automatische Kontrolle bei einem verhältnismäßig niedrigem Bremsmoment gibt, zur Nullstellung, wird der Schieber des 4/3-Ventils 3 in zunehmenden Grad über den Retourkanal des 4/3-Ventils 3 decken Der Druck in dem hydraulischen Motor 2 und dadurch das Bremsmoment wird dann stufenlos zunehmen, und die Umlaufzahl wird entsprechend abnehmen. In Anbetracht dessen, daß die Drosselung des ölstroms von dem hydraulischen Motor 2 von dem S Druckreduktlonsventll 4 auf den Retourkanal des 4/3-Ventlls 3 übertragen wird, wird das Pllotventll 8 den öffnungsdruck verlieren. Falls der Schieber des 4/3-Ventlls 3 so viel drosselt, daß der Druck zu dem eigentlichen Öffnungsdruck des Pllotventlls 7 zunimmt, wird das Überströmventil 6 öffnen und der hydraulische Motor 2 wird dann mit vollem Bremsmoment bremsen. Dadurch, daß der Betätigungsgriff 4/3-Ventils 3 In Anhaltstellung gesetzt wird, wird die Umlaufzahl des hydraulischen Motors 2 auf Null zu abnehmen, abgesehen von der Inneren Undichtigkeit des Motors.

Als Beispiel kann das System auf eine Schleppnetzwinde angewandt benutzt werden. Wenn die Aussetzperlode abgeschlossen Ist, wird die Geschwindigkeit des Schiffes reduziert, und gleichzeitig wird der Betätlgungsgriff des 4/3-Ventils 3 von der Außenstellung, die eine automatische Kontrolle bei verhältnismäßig niedriger Stahlsellstreckung gibt, in die Anhaltstellung geführt. Der sich In der Anhaltstellung befindende Betätigungsgriff 4/3-Ventlls 3 bedeutet eine automatische Kontrolle bei verhältnismäßig hoher Stahlsellstreckung, und die Stahlsellgaschwlndlgkeit wird, abhängig von der Geschwlndlp'.eit des Schiffes, auf Null zu abnehmen.

Durch Dralnleren des Überströmventils 6 mittels eines 2-Weg-Ventils 9 wird der hydraulische Motor kurzgeschlossen. Der hydraulische Mot^r kann dadurch als Kupplung fungieren.

Als Beispiel kann das System auf eine Schleppnetzwinde angewandt benutzt werden. Beim Schleppen des Schleppnetzes sollen allein die mechanischen Bremsen die Trommeln halten. Wenn sich das Schleppnetz am Boden festsetzt, soll die Bremse schlupfen. Durch Kurzschließen des hydraulischen Motors 2 wird dieser als Kupplung lungleren können und annähernd drucklos rotleren.

Wie bereits erwähnt, ist die dargestellte Ausführung lediglich eine beispielsweise Verwirklichung der Erfindung und diese nicht darauf beschränkt. Vielmehr sind noch mancherlei andere Anwendungen und Abänderungen möglich.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

HatentansprOche;

1. Hydraulisches System, vorzugsweise zum Antrieb von Winden, dessen Pumpe Ober Leitungen Ul an einen hydraulischen Motor liefert, wobei die Drehzahl und die Drehrichtung des hydraulischen Motors von einem zwischen Pumpe und Motor angeordneten 4/3-Ventll bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit der Pumpe (1) In Reihe geschaltetes Druckreduktionsventil (4) sowohl In Fierals auch in Hievrichtung ein kontrolliertes Fieren bzw. Hieven der Last gewährt, wenn der Betätigungsgriff des 4/3-VentIls (3) In der jeweiligen Endstellung gehalten wird. Indem das Druckreduktionsventil (4) DruckOI von dem hydraulischen Motor (2), der beim Fieren als Pumpe arbeitet, mit einem Druckabfall größer als ihn die Last selbst bewirkt, drosselt, indem die eigentliche Pumpe (1) als Speisepumpe für den hydraulischen Motor (2) tätig Ist und ein konstantes Fördervöiumen aufweist und In einer Liefc-rrichtung fördert, da das Druckreduktionsventil (4) verhindert, daß die eigentliche Pumpe (1) auf der Ansaugseite einen unerwünschten Druck erhält, und daß ein mit dem Motor (2) parallel geschaltetes Überströmventil (6) bei dem Flervorgang von fwel verschiedenen Pllotventllen (7, 8) mit einstellbaren Einstelldrücken, die von der Stellung des 4/3-Ventlls bestimmt sind, geöffnet wird, so daß das Bremsmoment des hydraulischen Motors (2) stufenlos von einem maximalen auf einen minimaler: Wert durch Führen des Betätlgungsgriffes des 4/3-Ventlls au.« der Arbeitsstellung In die Endstellung geregelt werden kann und daß bei In Fler-Endstellung befindlichem 4/3-Vent!' (3) die automatische Kontrolle des minimalen Wertes des Bremsmomentes durch das Pilotventil (8) und bei In Anhalt- oder Hiev-Stellung befindlichem 4/3-Ventil (3) die automatische Kontrolle des maximalen Wertes des Bremsmomentes durch das Pilotventil (7) vorgenommen wird.

2. Hydraulisches System nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Motor (2) selbst als Kupplung fungiert, wobei der hydraulische Motor dadurch kurzgeschlossen wird, daß mittels eines 2-Wege-Ventlls (9), ein pilotgesteuertes Überströmventil (6) dralnlert wird, wodurch der hydraulische Motor (2) annähernd drucklos rotleren kann.