DE2757081C3 - Elektrohydraulischer Verschiebeantrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrohydraulischen Verschiebeantrieb gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Ein solcher elektrohydraulischer Antrieb kann am wirksamsten als Antrieb für Feder-Backenbremsen von Hebe- und Transportmhschinei-. und -mechanismen benützt werden. Er kann abor auch für verschiedene im Maschinenbau, im Bauwesen und i anderen Gebieten der Technik verwendeten Einrichtungen verwendet werden.

Aus der SU-PS 4 50 775 ist ein gattungsgemäßer elektrohydraulischer Antrieb bzw. Drücker bekannt, der ein mit einer Flüssigkeit gefülltes Gehäuse aufweist. Im unteren Gehäuseteil ist ein Elektromotor untergebracht, über dem gleichachsig zu ihm eine Zentrifugal pumpe angeordnet ist, während im oberen Gehäuseteil ein Kolben-Hydraulikmotor liegt.

Der Kolben-Hydraulikmotor weist einen Zylinder auf, in dem ein Kolben mit einer Stange untergebracht wird. Auf ein über das Gehäuse hinausragendes Ende der Stange ist der Anker eines Gleichsslrommagneten aufgesetzt. Das joch des Elektromagneten ist auf im oberen Gehäuseteil des elektrohydraulischen Drückers befestigten Stützen angeordnet. Der Abstand zwischen dem Anker und dem Joch des Elektromagneten ist gleich dem Kolbenhub im Zylinder.

Mit der Welle des Elektromotors ist das Rad der Flüssigkeit in den Kolben-Hydraulikmotor unter den Kolben zu dessen Verschiebung in die obere Stellung einpressenden Zentrifugalpumpe drehfesl verbunden.

Bei der Einschaltung des elektrohydraulischen Antriebs wird elektrischer Strom unter Spannung von einer gemeinsamen Quelle dem Elektromotor und gleichzeitig über einen Gleichrichter dem Elektromagneten zugeführt. Der Elektromotor beginnt das Rad der Zentrifugalpumpe zu drehen, das einen Flüssigkeits-Überdruck unter dem Kolben erzeugt. Der Kolben mit der Stange und dem daran befestigten Anker verschiebt sich nach oben bis zum Anschlag des Ankers gegen das Joch des Elektromagneten. Der Anker wird an das Joch gezogen, und in diesem Augenblick wird der Elektromotor mittels Kontakten eines mit Zeitverzögerung ansprechenden Relais von der Stromquelle abgeschaltet. Der Elektromagnet hält den Kolben und die Stange mit einer an sie angelegten Last in der oberen Stellung so lange zurück, bis der elektrohydraulische Drücker abgeschaltet worden ist.

Der bekannte elektrohydraulische Antrieb weist recht große Abmessungen aufgrund der Anordnung des to Elektromagneten auf dessen oberem Gehäuseteil auf.

Darüberhinaus ist die Anordnung des Joches außerhalb des Gehäuses nicht betriebssicher, eine Schiefstellung der Kontaktfläche von Joch und Anker, beispielsweise beim Eindringen von Fremdkörpern zwischen sie, ist möglich. Dann ist der Elektromagnet aufgrund eines •zwischen dem Joch und dem Anker vergrößerten Spaltes nicht in der Lage, den Anker und die Stange mit der an sie angelegten Außenlast zurückzuhalten.

Mangelhafte Zuverlässigkeit des bekannten elektrohydraulischen Antriebs ist auch darauf zurückzuführen, daß es im Betrieb sehr schwierig ist, die Ansprechzeit des den Elektromotor abschaltenden Relais zu regulieren. Bei Temperatur unter Null, wenn die Zähigkeit der Flüssigkeit im Gehäuse des Stößels zunimmt, worauf die Kolbengeschwindigkeit abnimmt, ist eine Abschaltung des Elektromotors mittels des Relais möglich, bevor der Anker an das Joch des Elektromagneten angezogen worden ist. Dies führt zu einem Funktionsausfall.

Um das zu verhindern, wird die Zeitverzögerung des

jo den Elektromotor abschallenden Relais bewußt größer als notwendig eingestellt, was einen unerwünschten

Mehrverbrauch von Elektroenergie bewirkt, weil der Elektromotor länger als nötig arbeitet.

Zweck der Erfindung ist es, die genannten Mängel zu beseitigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen

elektrohydraulischen Antrieb zu schaffen, bei dem der

Elektromagnet derart ausgeführt und angeordnet ist,

daß die Zuverlässigkeit des Stößels bei Verringerung seiner Abmessungen erhöht wird.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs gelöst.

Der gemäß der Erfindung ausgeführte elektrohydraulische Antrieb weist eine höhere Zuverlässigkeit gegenüber dem bekannten elekirohydraulischen Drükker dadurch auf, daß der Elektromagnet innerhalb des Gehäuses untergebracht ist und der aus einem magnetischen Material hergestellte Kolben als Anker des Elektromagneten dient.

Der vorgeschlagene elektrohydraulische Antrieb besitzt kleinere Abmessungen gegenüber dem bekannten elektrohydraulischen Drücker, weil der Elektromagnet innerhalb des Gehäuses liegt.

Der erfindungsgemäße elektrohydraulische Antrieb

verbraucht weniger Elektroenergie im Vergleich zum bekannten elektrohyd.'aulischen Antrieb, weil die

Anwendung des magnetisch gesteuerten Kontaktes und

dessen Anordnung am Joch des Elektromagneten es erlaubenden Elektromotor im Zeitmoment des Anzugs des Ankers durch das Joch des Elektromagneten abzuschalten.

Nächstehend folgt die Beschreibung eines konkreten Ausführungsbeispicls der F.rfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigt

h5 F i g. 1 schematisch einen elektrohydraulischen Antrieb gemäß der Erfindung, im Längsschnitt;

Fig. 2 einen Steuerstromkreis des elektrohydraulischen Antriebs.

Der elektrohydraulische Antrieb weist ein mit Transformatorenöl gefülltes Gehäuse 1 (Fig, I) mit einer öse 2 zur Befestigung des elektrohydraulischen Drückers an einem zu bedienenden Mechanismus auf.

Innerhalb des Gehäuses 1 befindet sich in dessen unterem Teil ein Elektromotor 3 mit einem Stator 4 mit einer Wicklung 5 und einem auf eine Welle 7 aufgesetzten Rotor 6. Die Welle 7 ist in Lagern 8 und 9 beliebiger bekannter Konstruktion befestigt. Auf das obere Ende der Welle 7 ist das Rad 10 einer Zentrifugalpumpe 11 aufgesetzt.

Im oberen Teil des Gehäuses 1 ist ein Zylinder 12 montiert, der mit dem Gehäuse 11 a der Zentrifugalpumpe 11 fest verbunden ist. Im Zylinder 12 ist ein Kolben 13 mit einer Kolbenstange Huntergebracht.

Die Zentrifugalpumpe 11 ist zur Druckerzeugung für das Transformatorenöl im Zylinder 12 zur Verschiebung des Kolbens 13 vorgesehen.

Im oberen Teil des Zylinders 12 ist ein Joch 15 eines Elektromagneten 16 befestigt. Als Anker des Elektromagneten 16 dient der aus einem magnetischen Material hergestellte Kolben J3.

Die Stange 14 geht durch die Zentralbohr ing des Joches 15 des Elektromagneten 16 und durch eine Bohrung 17 im Gehäuse 1 und tritt aus dem Gehäuse 1 hervor. Im oberen Teil der Stange 14 ist eine Bohrung 18 zur Befestigung des elektrohydraulischen Drückers an dem zu bedienenden Mechanismus ausgeführt.

Das Joch 15 mit einer Spule 19 des Elektromagneten 16 ist derart angeordnet, daß der Kolben 13 in seiner oberen Stellung daran dicht anliegt. Am oberen Teil des Joches 15 ist ein magnetisch gesteuerter Kontakt 20 angeordnet, der eine beliebige geeignete Konstruktion aufweist. In anderen Ausführungsvarianten der Erfindung können mehrere magnetisch gesteuerte Kon.akte J5 verwendet werden.

Der obere Teil des Gehäuses 1 ist mit Luft gefüllt und dient zur Unterbringung eines bei seiner Erhitzung während der Arbeit des elektrohydraulischen Drückers zunehmenden Volumens des Transformatorenöls.

Zur Einschaltung des elektrohydraulischen Antriebs gibt es Schließkontakte 21 (Fig. 2) eines (nicht gezeigten) Linienschülzes. Der Elektromotor 3 ist an eine Speisequelle 21a über die Schließkontakte 2t und Öffnungskontakte 22 eines Relais 23 angeschlossen.

Ein Gleichrichter 24 ist in den Steuerkreis des Elektromotors 3 zwischen den Komikten 21 und 22 geschaltet. Der Elektromagnet 16 ist an den Gleichrichter 24 in Stromrichtung in Reihe mit einem Widerstand 25 geschaltet. Parallel zum Elektromagneten 16 liegt eine Spule 26 des Relai? 23, mit der in Reihe ein Thyristor 27 mit einer Steuerelektrode 28 und einem Schutzwiderstand 29 geschaltet ist.

Der magnetisch gesteuerte Kontakt 20 ist mit einem Ende an die Steuerelektrode 28 des Thyristors 27 und mit dem anderen Ende an einen Anschluß des Elektromagneten 16 an der Seite des Widerstandes 25 geschaltet. Der Widerstand 25 dient für einen Spannungsabfall an der Steuerelektrode 28.

Die Wirkungsweise des elektrohydraulischen Antriebs ist wie folgt.

Bei einer Schließung der Kontakte 21 wird der Strom über die Öffnungskontakte 22 des Relais 23 dem Elektromotor3 und über den Gleichrichter 24 der Spule 19 des Elektromagneten 16 zugeführt. Der Elektromotor 3 beginnt das Rad 10 der Zentrifugalpumpe 11 zu drehen, die einen Überdruck im Zylinder 12 unter dem Kolben 13 erzeugt. Der Kolben 13 geht samt der Stange 14 nach oben, wobei er die an die Stange 14 angelegte Außenlast bewegt.

Zu dieser Zeit erzeugt ein durch die Spule 19 des Elektromagneten 16 fließender Strom im Joch 15 einen für eine Schließung des magnetisch gesteuerten Kontaktes 20 bisweilen noch unzureichenden Magnetfluß, denn der magnetische Widerstand im Luftspalt zwischen dem Joch 15 und dem Anker (Kolben) 13 ist groß.

Bei Erreichen der oberen Stellung durch den Kolben 13 wird er an das loch 15 des Elektromagneten 16 angezogen. Der Magnetfluß im Joch 15 steigt weger, einer Widerstandsabnahme im Luftspalt steil an, und der magnetisch gesteuerte Kontakt 20 schließt, wodurch der Thyristor 27 geöffnet wird. Durch die Spule 25 des Relais 23 üeginnt ein Strom zu fließen.

Im Ergebnis spricht das Relais 26 an, öffnet seine Kontakte 22 und schaltet den Elektromotor 3 ab. Die an die Stange 14 und den Kolben 13 angsiegte Außenlast wird durch den Elektromagneten 16 so lange festgehalten, bis die Kontakte 21 geöffnet werden, d. h. bis zu dem Augenblick, wo der elektrohydraulische Antrieb abgeschaltet wird.

Die Abschaltung des elektrohydraulischen Antriebs erfolgt durch Öffnung der Kontakte 21, weshalb der Strom in der Spule 19 des Elektromagneten 16 und in der Spule 26 des Relais 23 zu fließen aufhört. Hierbei wird der Anker bzw. Kolben 13 durch das Joch 15 des Elektromagneten 16 bereits nicht mehr zurückgehalten und sinkt unter der Wirkung der an die Stange 14 angelegten Außenlast sowie des Eigengewichts in die untere Lage ab. Die Kontakte 22 des Relais 23 schließen, und der Thyristor 27 sperrt. Danach kann der elektrohydraulische Drücker erneut eingeschaltet werden, und der beschriebene Arbeitszyklus wird sich von neuem wiederholen.

Das hergestellte Versuchsmuster des elektrohydraulischen Antriebs hat allseitige Prüfungen bestanden, deren Ergebnisse seine genügend hohe Zuverlässigkeit, besonders im Dauerbetrieb, bestätigt haben.

Der erfindungsgenäße elektrohydraulische Antrieb besitzt geringere Abmessungen gegenüber dem bekannten elektrohydraulisthen Antrieb und ist für dessen Eiiisati. ais Antrieb von Feder-Backenbremsen besondersgut geeignet.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch;

   Elektrohydrauliscber Verschiebeantrieb mit einem mit Flüssigkeit gefüllten Gehäuse, in dem ein Zylinder mit einem Kolben, dessen Stange Ober das Gehäuse hinausragt, eine Zentrifugalpumpe und ein Elektromotor, auf dessen Welle das Rad der zur Druckerzeugung für die Flüssigkeit zur Kolbenverschiebung in die obere Stellung dienenden Zentrifugalpumpe angeordnet ist, untergebracht sind, wobei ein im Steuerstromkreis des Elektromotors liegender, zur Festhaltung des Kolbens in der oberen Stellung nach Abschaltung des Elektromotors vorgesehener Gleichstrommagnet mit einem Joch und einem mit der Stange gekoppelten Anker vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (16) innerhalb des Gehäuses (1) koaxial zur Stange (14) derart angeordnet ist, daß der aus einem magnetischen Material hergestellte und als Anker des Elektromagneten (16) dienende Kolben (13* in seiner oberen Stellung an dem Joch (15) satt anliegt, auf dem mindestens ein im Steuerstromkreis des Elektromotors (3) liegender magnetisch gesteuerter Kontakt (20) angebracht ist.