DE4402557A1 - Vorrichtung zum Betreiben von hydraulisch betätigten Armaturen - Google Patents
Vorrichtung zum Betreiben von hydraulisch betätigten ArmaturenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betreiben von hy
draulisch betätigten Armaturen, insbesondere im Schiffsbau.
Auf Schiffen werden Schwenktriebe von Klappen, Stellmotore für
Ventile und dgl. hydraulisch betätigte Armaturen von einer
zentralen Versorgungsquelle aus mit Druckmittel versorgt, wo
bei von Steuerschränken zu den einzelnen Armaturen, die sich
in einer erheblichen Entfernung vom Steuerschrank befinden
können, Rohrleitungen für das Druckmittel führen.
Die Druckmittelleitungen haben verschiedene nachteilige Aus
wirkungen wie Kompressibilität des Druckmittels bei langen
Leitungen, es können hydraulisch eingespannte Armaturen bei
Belastung öffnen, es treten Leckagemöglichkeiten unter Deck
und auf Deck auf, es gibt Probleme mit Umweltverschmutzung, es
ist aufwendiges Spülen der gesamten Rohrleitungssysteme vor
der Inbetriebnahme und nach Reparaturen nötig, und es treten
Drosselverluste durch die Steuerelemente auf. Vor allem spielt
die Sicherheitsrelevanz des gesamten Systems eine wesentliche
Rolle.
Im Schiffbau werden teilweise ca. 80 bis 140 Armaturen von
einer zentralen Versorgungsstation mit hydraulischem Druckmit
tel gespeist. Kommt die zentrale Hauptdruckleitung zu Schaden,
so ist ein Druckaufbau nicht mehr gegeben und die gesamte An
lage ist außer Funktion.
Jedoch wird aus Gründen der Zuverlässigkeit der Schwenk- und
Stellmotore unter Berücksichtigung der hohen auftretenden
Stoßkräfte und -momente nach wie vor die zentrale Druckmittel
versorgung für die verschiedenen Armaturen verwendet, da Ver
suche mit dezentral angeordneten Elektromotoren als Antriebs
mittel, die über ein mechanisches Getriebe die Armatur antrei
ben, zeigten, daß diese Antriebe den Belastungen nicht stand
hielten, insbesondere wegen der im Betrieb solcher Armaturen
auftretenden Stoßkräfte. Für diese Antriebssysteme hat sich
deshalb die Hydraulik durchgesetzt und behauptet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung
der Vorteile der hydraulischen Systeme, die sich seit Jahr
zehnten bewährt haben, eine Vereinfachung dieser Systeme zu
erreichen und insbesondere die Sicherheitsrelevanz dieser Sy
steme zu erhöhen, bei gleichzeitiger Kostenreduzierung und
verbesserter Umweltverträglichkeit.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch
gelöst, daß hydraulisch-elektrische Kompakteinheiten zum An
trieb der Armaturen verwendet werden. Alle Elemente zur Betä
tigung der Armaturen sind in die Baueinheit integriert, wobei
jede Station bzw. Baueinheit eine Mini-Versorgungsquelle auf
weist und jegliche Rohrleitungen entfallen. Auf diese Weise
werden die einzelnen Armaturen dezentral mit Druckmittel ver
sorgt, während die Ansteuerung nach wie vor zentral von einem
Steuerpult aus erfolgt, jedoch über elektrische Leitungen an
stelle der bisher gebräuchlichen Hydraulikrohrleitungen.
Mit diesen dezentralen Kompakteinheiten für die Armaturen er
geben sich gegenüber dem herkömmlichen System folgende Vortei
le:
- - Durch dezentrale Versorgungsquellen sind bei Ausfall ei ner Ansteuerung alle anderen Armaturen betriebsbereit, so daß keine Totalausfälle auftreten und sich höchste Sicherheit ergibt.
- - Es sind keine großen Ölmengen im Hydrauliksystem vorhan den, da alle Zuleitungen zu den Kompakteinheiten entfal len. Die Reduzierung der Ölmengen erhöht die Umwelt freundlichkeit des Systems.
- - Durch Einsparung des gesamten Rohrleitungssystems mit Spülen sowie zentralem Versorgungsaggregat und der auf wendigen Steuerschränke ergibt sich ein kostengünstiger Aufbau.
- - Durch die Kompaktbauweise des Antriebs ist es möglich, eine exakte Drehmoment- und Hubkraftbegrenzung bei Schwenkantrieben und Stellmotoren zu erhalten.
- - Durch den Zusammenbau der hydraulischen Einheit mit inte grierter Versorgungspumpe werden Stoßbelastungen ge dämpft, wie sie bei Lenz-, Ballast-, Cargo- und Brenn stoffarmaturen auftreten.
- - Durch die Kompaktbauweise treten keine Drosselverluste mehr auf, da Steuerelemente, wie sie bei bisherigen Hy drauliksystemen notwendig sind, entfallen und das Öffnen und Schließen der Armatur bei Schwenktrieben mittels Drehrichtungsumkehr der Antriebseinheit erfolgt.
- - Insgesamt ergibt sich eine enorme Energieeinsparung, da im Gegensatz zu den bisherigen Systemen die Antriebe nur während des Betriebes eingeschaltet sind, während bei zentralen Versorgungsstationen der Betriebsdruck ständig aufrechterhalten bleiben muß (24 Stunden/Tag).
- - Ein weiterer Vorteil der hydraulisch-elektrischen Kom paktbauweise ist, daß eine stufenlose Einstellung der Antriebseinheit vorgenommen werden kann, die individuell angepaßt ist an die verschiedenen Größen in Bezug auf Schwenk- und Hubzeiten.
Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nachfol
gend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch den Aufbau von Baueinheiten aus Armatur
und dezentralem Antrieb,
Fig. 2 eine schematische Darstellung der elektrischen An
steuerung der Armaturen von Fig. 1,
Fig. 3 schematische Darstellung einer anderen Ausführungs
form der Überwachung einer der Armaturen,
Fig. 4 eine weitere Ausführungsform der Ansteuerung mehre
rer Armaturen,
Fig. 5 eine Abwandlung der Ansteuerung mit Busschnittstel
len.
Fig. 6 Einzelheiten einer in die Baueinheit integrierten
Busschnittstelle.
Fig. 1 zeigt schematisch zwei Armaturen in Form eines Ventils
1 und eines Schwenktriebes 2 mit Federrückzug, wobei der Kol
ben des Schwenktriebs 2 einseitig mit Druckmittel gegen die
Kraft einer Feder 3 beaufschlagt wird, während der Kolben des
Ventils 1 von beiden Seiten direkt durch Leitungen 4 und 5
innerhalb des Gehäuses der Baueinheit mit Druckmittel beauf
schlagt wird. Zwischen den beiden Leitungen 4 und 5 sind
zwei Druckbegrenzerventile 6 in die Baueinheit integriert, die
als Sicherheitseinrichtung bei Temperaturerhöhung, Ausdehnung
des Druckmittels und dgl. dienen und mit der Armatur 1 eine
Baueinheit bilden. Zwischen den beiden Druckbegrenzungsventi
len führt eine Leitung 42 zu einem Reservoir 11. Bei 9 sind
entsperrbare Rückschlagventile in den Leitungen 4, 5 wiederge
geben, die die Armatur in der vorgewählten Position halten und
nur dann öffnen, wenn der Druck in der Gegenleitung 5b zw. 4
aufgebaut wird, wie durch sich kreuzende gestrichelte Linien
in Fig. 1 angedeutet ist. Die Steuerung des Ventils 1 in Ric
htung AUF/ZU erfolgt über die Drehrichtungsumkehr eines Elek
tromotors 7, der eine Pumpe 8 antreibt, die innerhalb der kom
pakten Baueinheit zwischen den Leitungen 4, 5 angeordnet ist,
die von der Pumpe 8 je nach Drehrichtung mit Druckmittel ver
sorgt werden. Die beiden Leitungen 4, 5 führen zu dem Reser
voir 11, das nur klein ausgebildet ist, wobei vor dem Ende
dieser beiden Leitungen 4, 5 jeweils ein Druckbegren
zungsventil 10 angeordnet ist. Mit 40 sind gegeneinander
geschaltete Rückschlagventile bezeichnet, wobei die Pumpe 8
bei Drehrichtung nach rechts bspw. über das linke Rückschlag
ventil 40 Druckmittel aus dem Reservoir 11 über die Leitung 45
ansaugt, während das rechte Rückschlagventil 40 sperrt und
umgekehrt. Mit 41 ist eine einstallbare Drossel bezeichnet,
die in Förderrichtung der Pumpe 8 zwischen den beiden Leitun
gen 4, 5 angeschlossen ist. Mittels der einstellbaren Drossel
41 ist eine stufenlose Einstellung und damit eine individuelle
Anpassung der Antriebseinheit an die verschiedenen Nenngrößen
in Bezug auf Schwenk- oder Hubzeiten möglich. Durch Einstellen
dieser Drossel ist es möglich, von dem Förderstrom der Pumpe
einen Teilstrom über diese einstellbare Drossel auf die Saug
seite der Pumpe zurückzuleiten, bspw. um die Fahrgeschwindig
keit der Armatur einzustellen. Mit 43 ist ein Hahn in einer
Verbindungsleitung zwischen den Leitungen 4 und 6 bezeichnet,
der mit der Leitung 42 zum Reservoir 11 verbunden und für ei
nen eventuellen Handbetrieb vorgesehen ist.
Die Druckbegrenzungsventile 10 zwischen Pumpe 8 und Reservoir
11 schützen die Anlage vor Überdruck und sie dienen gleichzei
tig zur Hubkraftbegrenzung des Antriebs, weil sie auf einen
entsprechenden Druck eingestellt werden können. Da die auf den
beiden Seiten der Pumpe 8 angeordneten Druckbegrenzungsventile
10 unterschiedlich eingestellt werden können, ist es möglich,
daß die Pumpe in der einen Drehrichtung einen höheren Druck
aufbaut als in der anderen Drehrichtung. Durch die Einstellung
der Druckbegrenzungsventile 10 ist eine exakte Drehmoment- und
Hubkraftbegrenzung bei Schwenkantrieben und Stellmotoren mög
lich, indem die Druckbegrenzungsventile 10 auf den gewünschten
Druck eingestellt werden.
Der gleiche hydraulische Schaltungsaufbau ist bei der Armatur
2 vorgesehen, wobei in der Sicherheitseinrichtung anstelle
eines zweiten Druckbegrenzungsventils 6 ein magnetisch betä
tigbares Ventil 12 vorgesehen ist, das an die zum Reservoir
führende Leitung 42 angeschlossen ist und bspw. beim Span
nungsausfall die mit Druck beaufschlagte Seite der Armatur 2
freigibt, so daß die Feder 3 die Armatur schließen kann. Bei
Druckbeaufschlagung der Armatur 2 kommt das Rückschlagventil
in dem Ventil 12 zur Wirkung, so daß die Rücklaufleitung zum
Reservoir gesperrt ist. Bei dieser Anordnung dreht die Pumpe 8
bspw. nur nach links, so daß die Leitung 5 nicht zur Wirkung
kommt. Wie bei der Einheit A ist das Druckbegrenzungsventil 6,
das an die Druckleitung 4 angeschlossen ist, mit der Rücklauf
leitung 42 zum Reservoir 11 verbunden.
Die durch strichpunktierte Linien wiedergegebenen Blöcke der
kompakten Baueinheit können in einem gemeinsamen oder zusam
mengesetzten Gehäuse angeordnet sein. Die einzelnen Kompakt
einheiten sind mit A, B und C bezeichnet, wobei C für eine
beliebige andere Armatur steht und weitere solche Kompaktein
heiten vorgesehen sein können, bspw. für Brennerventile, Re
gelventile und dgl. Armaturen. Die einzelnen Baueinheiten sind
hydraulisch gekapselt und nur mit einer elektrischen Versor
gungsleitung 14 verbunden, die von einem von den Armaturen
entfernt liegenden Steuerpult 13 zu den einzelnen Elektromoto
ren 7 führen.
Die hydraulische Schaltung der Armaturen nach Fig. 1 unter
scheidet sich von den bekannten hydraulischen Schaltungen.
Üblicherweise werden die Armaturen über 4/2-Wegeventile in den
Steuerschränken über hydraulische Leitungen gesteuert, wobei
entsprechende Drosselverluste auftreten. Bei der hydraulischen
Schaltung nach Fig. 1 werden alle Armaturen durch Dreh
richtungsumkehr des Elektromotors drosselfrei betätigt.
Durch die Kompaktbauweise können die Vorteile der elektrischen
Ansteuerung ausgenutzt und die Vorteile der Hydraulik beibe
halten werden, wobei alle wesentlichen hydraulischen Steuer
elemente in der Baueinheit integriert sind und gesonderte
Rohrleitungen entfallen.
Durch die Kompaktbauweise sind die angesteuerten Ölvolumina
sehr gering. Eine Druckmittelkompressibilität macht sich nicht
bemerkbar, und offene oder geschlossene Armaturen können in
der vorgewählten Position durch Druckmittelausdehnung bzw.
-kompressibilität nicht verändert werden. Hierdurch ergibt sich
ein höherer Sicherheitsgrad gegenüber den bekannten Systemen.
Fig. 2 zeigt schematisch eine erste Ausführungsform der elek
trischen Ansteuerung der Armaturen der in Fig. 1 wiedergegebe
nen Art. Die Baueinheiten A, B und C, die in einer größeren
Entfernung voneinander angeordnet sein können, werden vom
Steuerpult 13 aus gesteuert, das auf einem Schiff in einer
erheblichen Entfernung von den Baueinheiten angeordnet sein
kann.
Zum Elektromotor 7 der beidseitig beaufschlagten Armatur 1
führt ein dreiadriges Kabel 14 mit einem Nulleiter N und zwei
Leitern LAUF und LZU, die den Elektromotor 7 in Drehrichtung
links bzw. rechts beaufschlagen. In den beiden Leitern LAUF und
LZU ist jeweils ein Schalter 15a bzw. 15b angeordnet, der auf
ein Signal von einem nicht dargestellten Endschalter, der die
Endstellung des Stellgliedes aufnimmt, den zugeordneten Leiter
unterbricht, um den Elektromotor 7 abzuschalten, wenn das
Stellglied der Armatur 1 die angesteuerte Endstellung erreicht
hat. Im Steuerpult 13 ist die Leitung 14 an eine Schaltung 16
angeschlossen, die mit der Kraftstromleitung 17 von 220 Volt
Wechselstrom verbunden ist. Mit 18 ist eine Steuerleitung von
24 V Gleichstrom bezeichnet, an die Steuer- und Anzeigeelemen
te wie ein Schalter 19 und Anzeigelampen 20 angeschlossen
sind, die auch mit der Schaltung 16 verbunden sind.
Der Einheit B ist im Steuerpult 13 eine entsprechende Schal
tung 16′ zugeordnet, die in der gleichen Weise angeschlossen
ist, wobei die Leitung 14′ aus einem zweiadrigen Kabel be
steht, nachdem der Elektromotor 7′ nur in eine Richtung drehen
muß, weil die Armatur 2 in der Gegenrichtung federbeaufschlagt
ist. Im Leiter LAUF ist wiederum ein Schalter 15′ angeordnet.
Das in Fig 1 wiedergegebene Magnetventil 12 zum Entsperren des
an der Armatur 2 anliegenden hydraulischen Drucks ist derart
zwischen dem Leiter LAUF und dem Nulleiter N geschaltet, daß
bei geschlossenem Schalter 15′ das Magnetventil 12 die in Fig.
1 wiedergegebene Hydraulikleitung über das Rückschlagventil
schaltet, so daß der in der Armatur aufgebaute hydraulische
Druck gehalten wird. Die Freigabe des Drucks erfolgt durch
Spannungsfreischaltung des Leiters LAUF in der Schaltung 16
oder in entsprechender Weise bei Spannungsausfall, so daß das
Magnetventil 12 den Durchfluß aus der Armatur 2 freigibt und
die Feder 3 das Ventil schließt.
Die in Fig. 2 wiedergegebene Steuervorrichtung arbeitet wie
folgt. Wenn in der Einheit A der Schwenktrieb 1 bspw. aus der
Offenstellung in die Schließstellung bewegt werden soll, wird
der Schalter 19 am Steuerpult 13 in Richtung ZU betätigt, so
daß durch die Schaltung 16 die Kraftstromleitung 17 an den
Leiter LZU angeschlossen wird. Die beiden Schalter 15a, 15b
sind in der Ruhestellung geschlossen, so daß Strom zum Motor
fließt. Hierbei dreht der Elektromotor 7 bspw. nach rechts,
bis der Schwenktrieb 1 seine Schließstellung erreicht. Bei
Erreichen der Schließstellung wird über den nicht dargestell
ten wegabhängigen Endschalter der Schalter 15 b geöffnet und
damit der Elektromotor 7 abgeschaltet. In entsprechender Weise
wird zum Öffnen der mit dem Schwenktrieb 1 verbundenen Klappe
der Schalter 19 in Stellung AUF geschaltet, worauf über die
Schaltung 16 der Leiter LAUF an die Kraftstromleitung 17 ange
schlossen wird. Sobald die Offenstellung erreicht ist, wird
wiederum der Schalter 15a geöffnet, so daß der Elektromotor
abgeschaltet wird.
Anstelle eines einzelnen Schalters 19 im Steuerpult können auch
bspw. zwei Schalter vorgesehen werden, einer für die
Offenstellung und einer für die Schließstellung. Ebenso ist
ein Betrieb mit Taster zum Ansteuern der Schaltung 16 möglich.
Damit das Erreichen der Endstellung am Steuerpult 13 angezeigt
wird, wird in der Schaltung 16 durch eine Meßschaltung über
wacht, ob über den Leiter LAUF bzw. LZU Strom fließt oder der
betreffende Leiter durch den Schalter 15 unterbrochen ist. Es
sind Anzeigelampen 20 für AUF, für ZU und für eine Störungs
anzeige vorgesehen, falls das Stellglied in der Armatur die
Endstellung nicht erreichen sollte. Dies wird durch einen
Zeitgeber in der Schaltung 16 überwacht, der auf die übliche
Laufzeit des Stellgliedes der Armatur eingestellt ist. Wird
beispielsweise von keinem der wegabhängigen Endschalter eine
Endstellung des Stellgliedes angezeigt und damit der zugeord
nete Schalter 15 nicht geöffnet, so läuft der Motor 7 weiter.
Dies wird in der Schaltung 16 über den Zeitgeber als Störung
erkannt und durch die entsprechende Lampe angezeigt, wobei
dann von der Schaltung 16 aus der Motor 7 abgeschaltet wird,
nachdem eine Abschaltung über die Schalter 15 nicht erfolgt.
Die Steuervorrichtung der Einheit B arbeitet in entsprechender
Weise. Zum Öffnen des Ventils 2 entgegen der Kraft der Feder 3
wird beispielsweise der Schalter 19′ am Steuerpult 13 be
tätigt, so daß der Leiter LAUF mit der Kraftstromleitung 17
verbunden wird und der Motor in Betrieb gesetzt wird. Nach
Erreichen der Endstellung wird der Endschalter 15′ geöffnet und
die Stromzufuhr zum Motor 7′ unterbrochen. Dies wird in der
Schaltung 16′ durch Überwachen des Stromflusses im Leiter
festgestellt und durch eine der Lampen 20′ angezeigt. Zum
Schließen des Ventils 2 durch Federkraft genügt es, durch
Umschalten des Schalters 19′ die Verbindung zwischen der Kraft
stromleitung 17 und dem Leiter zu unterbrechen, wodurch über
das Magnetventil 12 der hydraulische Druck am Stellkolben des
Ventils 2 abgebaut und das Ventil durch Federkraft geschlossen
wird.
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei der an der Armatur 1
Endlagenschalter 23 zum Feststellen der Endstellung des Stell
gliedes vorgesehen sind. Diese Endlagenschalter 23 beaufschla
gen Schalter 24 in den Leitern eines Anzeigekabels 25, das zum
Steuerpult 13 führt.
Für die Endschalter 23 können verschiedene Ausführungsformen
vorgesehen werden, bspw. mechanische Endlagenschalter, elek
trische Endschalter und dgl. Durch die Stellungsrückmeldung
auf Grund der Endlagenschalter 23, 24 kann eine Stellungsan
zeige direkt erfolgen.
In Fig. 3 sind Druckschalter 43a, 43b in den zum Elektromotor
führenden Leitern der Versorgungsleitung 14 vorgesehen, die
durch den Druck des Druckmittels beaufschlagt werden. Diese
Druckschalter dienen zum Abschalten des Motors 7, wenn dieser
die Endstellung erreicht hat und durch Weiterlaufen des Motors
ein erhöhter Druck aufgebaut wird, auf den die Schalter 43 zum
Abschalten des Motors ansprechen. Die Endschalter 23, 24 die
nen lediglich zur Anzeige der Endstellung.
Eine von dem Schwenktrieb 1 betätigte Klappe wird in der
Schließstellung häufig in einen Dichtungsring eingedrückt, so
daß es zum Öffnen der Klappe eines höheren Drucks bedarf als
beim Anfahren aus der Offenstellung in Richtung Schließstel
lung. Wenn in einem solchen Falle die Klappe geöffnet werden
soll, ist somit ein höherer Anfahrdruck erforderlich, der zu
einem Öffnen des Druckschalters 43a führt. Hierdurch würde
eine vorzeitige Unterbrechung des Motorbetriebs ausgelöst. Um
dies zu vermeiden, ist bei der Baueinheit A eine Umgehungslei
tung 21 am Druckschalter 43a vorgesehen, in der ein Wegend
schalter 22 angeordnet ist, der bspw. bis zu einer Klappenver
drehung von 3 bis 5° die Umgehungsleitung 21 geschlossen hält,
so daß auch bei kurzzeitigem Öffnen des Druckschalters 43a der
Motor 7 mit Strom versorgt wird. Hat die Klappe eine Schwenk
bewegung von 3 bis 5° aus der Schließstellung ausgeführt, so
öffnet der Schalter 22, während der Druckschalter 43a bereits
geschlossen ist, weil durch Herausbewegen der Klappe aus der
Schließstellung der Druck im Schwenktrieb wieder auf die übli
che Druckhöhe abgesunken ist, so daß der Motor 7 mit Strom
versorgt wird, bis die Endstellung erreicht ist.
Während bei den bekannten Hydrauliksystemen eine Nachjustie
rung der Endschalter erforderlich ist, erhält man durch die
erfindungsgemäße Bauweise, bei der alle hydraulischen Steuer
elemente in einer kompakten Baueinheit integriert sind, eine
automatische Endbegrenzung durch Abschalten des Elektromotors
durch die Endschalter bzw. Druckschalter.
Fig. 4 zeigt schematisch die Ansteuerung der Baueinheiten A, B
und C mittels eines Bussystems, wobei in den einzelnen Bauein
heiten schematisch bei 7 der Elektromotor und bei 24 die An
ordnung von Endlagenschaltern angedeutet ist, wie sie in Fig.
3 wiedergegeben sind für die Anzeige der erreichten Endstel
lung des Stellgliedes. Im Steuerpult 13 befindet sich ein Bus
system 26, das über die Leitung 18 und 27 mit 24 V mit Span
nung versorgt wird. Ferner ist das Bussystem 26 mit den ein
zelnen Steuer- und Anzeigeelementen 19, 20 verbunden, die für
die einzelnen Baueinheiten A, B und C im Steuerpult entspre
chend der Darstellung in Fig. 2 vorgesehen sind.
Von dem zentralen Bussystem 26 im Steuerpult 13 führt eine
Busleitung 28 zu einer an der Baueinheit A angeordneten Bussy
stem-Unterstation 29, die wiederum über eine Busleitung 30 mit
der folgenden Bussystem-Unterstation 29 verbunden ist, die der
nächsten Baueinheit B zugeordnet ist. In entsprechender Weise
sind die Bussysteme 29 der folgenden Baueinheiten angeschlos
sen. Die Kraftstromzuführung erfolgt bei dieser Ausführungs
form bei 31 an der jeweiligen Unterstation 29 des Bussystems.
Von der jeweiligen Bussystem-Unterstation 29 führt eine An
schlußverkabelung 32 zur jeweiligen Baueinheit. Bei dieser
Ausführungsform ist es möglich, an eine Bussystem- Untersta
tion 29 auch mehrere Baueinheiten gleichzeitig anzuschließen,
wenn mehrere Baueinheiten örtlich nahe beieinander liegen, so
daß sie ohne großen Verkabelungsaufwand von einer Bussystem-
Unterstation 29 angesteuert werden können, wie bei C′ angedeu
tet.
Gegenüber den Ausführungsformen nach Fig. 2 und 3, bei denen
zu jeder Baueinheit eine Leitung verlegt werden muß, ergibt
sich bei der Ausführungsform nach Fig. 4 eine Vereinfachung
der Verkabelung dadurch, daß lediglich eine Busleitung 28 vom
Steuerpult 13 zu den einzelnen Baueinheiten führt.
Eine weitere Ausführungsform mit integriertem Businterface
zeigt Fig. 5, wobei wie bei der Ausführungsform nach Fig. 4
ein zentrales Bussystem 26 im Steuerpult angeordnet ist und
die Ansteuerung und Stellungssignalisierung über die 24 V-
Steuerspannung erfolgt. Bei der Ausführungsform nach Fig. 5
ist in jeder Baueinheit eine Busschnittstelle 33 integriert,
die jeweils über eine Busleitung 30 mit der Busschnittstelle
der nächsten Baueinheit verbunden ist. Auch bei dieser Ausfüh
rungsform erfolgt die Kraftstromzuführung gesondert zu jeder
Baueinheit über eine Leitung 31 aus dem in der Umgebung der
Baueinheit vorhandenen Netz.
Fig. 6 erläutert die in Fig. 5 wiedergegebene Busschnittstelle
33 in Verbindung mit der Motoransteuerung und den Endlagen
schaltern. Die Baueinheit entspricht der in Fig. 3 wiedergege
benen Baueinheit A mit den Endlagenschaltern 24 und den Druck
schaltern 15a, 15b. Wie dargestellt, sind innerhalb der Bauein
heit die Endlagenschalter an eine seriell/parallel Schnitt
stelle 34 angeschlossen, die mit einer Steuerlogikschaltung 35
und der vom zentralen Bussystem 26 kommenden Busleitung 28
verbunden ist. Weiterhin ist die Schnittstelle 34 mit der An
steuerung verbunden und schaltet dort die Schaltelemente 36
für die AUF-ZU-Steuerung des Elektromotors 7 über die Kontakte
37, die in der Kraftstromleitung 31 liegen. Das Schaltelement
38 stellt die Spannungsversorgung für die Schnittstelle 34 und
die Steuerlogik 35 bereit. Die Motoransteuerung und die Rück
meldung der Wegendschalter erfolgt über die interne Verkabe
lung in der Baueinheit.
Durch die Verwendung eines Bussystems nach den Fig. 4 und 5
können auch zusätzliche Informationen an das Steuerpult über
mittelt werden, bspw. über Zwischenstellungen des Stellglie
des, wenn statt der zusätzlichen Endschalter 24 die Baueinhei
ten auch mit Widerstandsferngebern oder entsprechenden Kompo
nenten für die kontinuierliche Rückmeldung der Stellung des
Stellgliedes ausgerüstet sind.
Die beschriebenen Ausführungsformen einer Steuervorrichtung
einschließlich der kompakten hydraulischen Schaltung nach Fig.
1 können nicht nur im Schiffbau vorteilhaft eingesetzt werden,
sondern auch im Chemie- und Industriebereich, wenn Regel- und
Stellantriebe mit und ohne Schnellschluß vorgesehen werden.
Claims (9)
1. Vorrichtung zum Betreiben hydraulisch betätigter Armatu
ren, insbesondere im Schiffsbau, wobei für jede einzelne
Armatur (1, 2) ein Elektromotor (7) vorgesehen ist, der
eine Pumpe (8) zum Erzeugen eines hydraulischen Drucks
antreibt, und wobei Armatur (1), Elektromotor (7) und
Pumpe (8) zusammen mit der hydraulischen Schaltung eine
kompakte Baueinheit (A, B, C) bilden und nur der Elektromo
tor (7) von einer zentralen Steuerstelle (13) aus ansteu
erbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Pumpe (8) über wenigstens ein einstellbares
Druckbegrenzungsventil (10) mit einem Reservoir (11) ver
bunden ist, das in der Baueinheit integriert ist.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß in Förderrichtung der Pumpe (8) zwischen Druckleitun
gen (4, 5) eine einstellbare Drossel (41) angeordnet ist,
die einen Rücklauf zur Saugseite der Pumpe von der För
derseite aus zuläßt.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen Armatur (1, 2) und Pumpe (8) mit Steuerele
menten (9, 10, 41) eine Sicherungseinrichtung mit wenig
stens einem Druckbegrenzungsventil (6) angeordnet ist,
die zum Schutz der Armatur dient und mit dem Reservoir
(11) verbunden ist.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß von der zentralen Steuerstelle (13) aus eine elektri
sche Leitung (14) zu jeder Baueinheit (A,B,C) zur An
steuerung des Elektromotors (7) führt und in der Strom
versorgungsleitung (14) Schalter (15) angeordnet sind,
die bei Erreichen der Endstellung der Armatur die Strom
zufuhr zum Elektromotor (7) unterbrechen, wobei in der
zentralen Steuerstelle (13) eine Stromüberwachungsein
richtung vorgesehen ist, die auf das Abschalten der Scha
lter (15) zum Feststellen der Endstellung der Armatur
anspricht.
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß in einer in der zentralen Steuerstelle (13) vorgese
henen Schaltung (16) ein Zeitgeber vorgesehen ist, der
die Stellzeit der Armatur an Hand des Signals überwacht,
das von den die Stromzufuhr vom Elektromotor (7) unter
brechenden Schaltern (15) abgegeben wird.
7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der zentralen Steuerstelle (13) ein Bussystem (26)
vorgesehen ist, das über eine Busleitung (28) mit einzel
nen an den Baueinheiten (A, B, C) vorgesehenen Unterstatio
nen (24) in Verbindung steht, die untereinander durch
Busleitungen (30) verbunden sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß in den einzelnen Baueinheiten Busschnittstellen (33)
integriert sind.
9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 und 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kraftstromzuführung zu den einzelnen Baueinheiten
(A, B, C) jeweils an der Bussystem-Unterstation (29) bzw.
zur Busschnittstelle (33) erfolgt.
Priority Applications (9)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944402557 DE4402557A1 (de) | 1994-01-28 | 1994-01-28 | Vorrichtung zum Betreiben von hydraulisch betätigten Armaturen |
DE59503395T DE59503395D1 (de) | 1994-01-28 | 1995-01-26 | Vorrichtung zum Betreiben von hydraulisch betätigten Armaturen |
ES95101061T ES2122350T3 (es) | 1994-01-28 | 1995-01-26 | Dispositivo para accionar valvulas activadas hidraulicamente. |
DK95101061T DK0665381T3 (da) | 1994-01-28 | 1995-01-26 | Anordning til at drive hydraulisk aktiverede armaturer |
EP95101061A EP0665381B1 (de) | 1994-01-28 | 1995-01-26 | Vorrichtung zum Betreiben von hydraulisch betätigten Armaturen |
NO950311A NO308145B1 (no) | 1994-01-28 | 1995-01-27 | Anordning for drift av hydraulisk drevne innretninger ved skipsmaskineri |
CN95101462A CN1090297C (zh) | 1994-01-28 | 1995-01-28 | 操纵液压附件的装置 |
KR1019950001700A KR100376988B1 (ko) | 1994-01-28 | 1995-01-28 | 유압으로작동되는밸브를작동시키기위한장치 |
JP7012999A JPH07224805A (ja) | 1994-01-28 | 1995-01-30 | 油圧作動機器の作動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944402557 DE4402557A1 (de) | 1994-01-28 | 1994-01-28 | Vorrichtung zum Betreiben von hydraulisch betätigten Armaturen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4402557A1 true DE4402557A1 (de) | 1995-08-03 |
Family
ID=6508915
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19944402557 Withdrawn DE4402557A1 (de) | 1994-01-28 | 1994-01-28 | Vorrichtung zum Betreiben von hydraulisch betätigten Armaturen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4402557A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19847949A1 (de) * | 1998-10-09 | 2000-04-13 | Mannesmann Ag | Verfahren und Einrichtung zur Ansteuerung einer Hydraulikpumpe |
DE102009021866A1 (de) * | 2009-05-19 | 2010-11-25 | Sauer-Danfoss Gmbh & Co Ohg | Hydroantrieb mit einer unabhängigen Speisepumpe |
CN105422971A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-03-23 | 沈阳东北电力调节技术有限公司 | 集成型电液调节装置 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1993000513A1 (de) * | 1991-06-22 | 1993-01-07 | Alfred Teves Gmbh | Elektromotorisch angetriebene hydraulikpumpe |
-
1994
- 1994-01-28 DE DE19944402557 patent/DE4402557A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1993000513A1 (de) * | 1991-06-22 | 1993-01-07 | Alfred Teves Gmbh | Elektromotorisch angetriebene hydraulikpumpe |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19847949A1 (de) * | 1998-10-09 | 2000-04-13 | Mannesmann Ag | Verfahren und Einrichtung zur Ansteuerung einer Hydraulikpumpe |
DE102009021866A1 (de) * | 2009-05-19 | 2010-11-25 | Sauer-Danfoss Gmbh & Co Ohg | Hydroantrieb mit einer unabhängigen Speisepumpe |
CN105422971A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-03-23 | 沈阳东北电力调节技术有限公司 | 集成型电液调节装置 |
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