DE9314760U1

DE9314760U1 - Anlaufschaltung

Info

Publication number: DE9314760U1
Application number: DE9314760U
Authority: DE
Original assignee: FLUIDTECH GmbH
Current assignee: FLUIDTECH GmbH
Priority date: 1993-09-30
Filing date: 1993-09-30
Publication date: 1993-11-25
Anticipated expiration: 2003-10-01
Also published as: AT342U1; FR2710698A3; IT232533Y1; ITTO940188U1; FR2710698B3; ITTO940188V0

Description

Patentanwälte Sf

European Patent Attorneys Diplrlüg. H.Flllk

Dr.-Ing.M.Held Dipl.-Ing. M.Bartels

Zugelassene Vertreter Patentanwälte ■ Lange Straße 51 ■ D-70174 Stuttgart beim Europäischen Patentamt

24. August 1993 Gm 6010/4020

Flutec Fluidtechnische Geräte GmbH 66280 Sulzbach

Anlaufschaltung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erleichterung des Anlaufes eines Elektromotors, der für den Antrieb einer Hydraulikpumpe vorgesehen ist, wobei mittels eines Wegeventiles zumindest beim Anlaufen des Elektromotors der zu einem Abtriebselement führende Teil eines Hydraulikkreises im wesentlichen drucklos gehalten ist.

Die auf dem Markt frei erhältlichen und hier vorgesehenen Elektromotoren weisen, insbesondere wenn sie preiswert sein sollen, häufig ein niedriges Anlaufmoment auf, so daß ein Motorenanlauf gegen Maximallast, die beispielsweise beim Antrieb einer Hydraulikpumpe auftritt, nicht möglich ist.

Zur Vergrößerung des Anlaufmomentes werden im Stand der Technik verschiedene Möglichkeiten vorgeschlagen. So wird bei einer gattungsfremden Vorrichtung für den Elektromotor ein sogenannter Anlaufkondensator verwendet, was jedoch einen hohen gerätetechnischen Aufwand mit sich bringt, da außer dem Anlaufkondensator auch noch ein Fliehkraftschalter notwendig ist, der nach dem Hochlauf des Motors auf seine Nenndrehzahl den Anlaufkondensator abschaltet.

Bei einer anderen Art gattungsfremder Vorrichtungen wird ein sogenannter Betriebskondensator mit wesentlich höherer Kapazität verwendet. Trotz dieser höheren Kapazität ist das damit

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erzeugte Anlaufmoment für nicht alle Anwendungsfälle, insbesondere bei hydraulischen Kreisen, ausreichend. Darüber hinaus ist der Preis des angesprochenen Kondensators hoch. Der Motor nimmt ferner aufgrund des Einsatzes des Betriebskondensators eine höhere Leistung auf mit der Folge, daß seine Lebensdauer zurückgeht.

Eine weitere Möglichkeit einer Anlaufhilfe könnte darin bestehen, daß man zunächst den Elektromotor ohne Last auf seine Nenndrehzahl bringt und dann anschließend über eine Kupplungsvorrichtung die Hydraulikpumpe an den Motor ankuppelt. Dahingehende Kupplungsvorrichtungen sind jedoch teuer in der Anschaffung und arbeiten nicht verschleißfrei, so daß dahingehende Vorrichtungen mit einem entsprechenden Wartungsaufwand verbunden sind.

Bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung zur Erleichterung des Anlaufes eines Elektromotors werden elektrisch ansteuerbare Magnetventile für einen drucklosen Umlauf im Hydraulikkreis eingesetzt. Die Elektrosteuerung für den Motor muß dann zur Ansteuerung des Magnetventiles ergänzt werden, was wiederum einen hohen gerätetechnischen Aufwand mit sich bringt.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Erleichterung des Anlaufes eines Elektromotors, der für den Antrieb einer Hydraulikpumpe vorgesehen ist, zu schaffen, mit der es möglich ist, auch sehr preiswerte Elektromotoren mit niedrigem Anlaufmoment einzusetzen, die kostengünstig in der Herstellung ist sowie wartungs- und störungsfrei arbeitet. Eine dahingehende Aufgabe löst eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1.

Dadurch, daß gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches das Wegeventil hydraulisch betätigbar ist und mit einem Steueranschluß in Fluidrichtung hinter der Hydraulikpumpe an den Hydraulikkreis angeschlossen ist, ist ein Anlauf des Motors ohne Last möglich. Hierzu öffnet das Wegeventil und bildet

eine Art "Bypass" zum Tank. Der hinter der Hydraulikpumpe liegende Hydraulikkreis ist dann im wesentlichen drucklos gehalten und der Elektromotor beschleunigt in Richtung seiner Nenndrehzahl. Die mit dem Motor in Verbindung stehende Hydraulikpumpe fördert mit dem Hochlaufen des Motors vermehrt Fluid und ab einer vorgebbaren Fluidmenge, die mit einer Druckdifferenz in den Nutzanschlüssen vor und hinter dem Wege- oder Bypass-Ventil einhergeht, wird über den Steueranschluß das Ventil in seine Schließstellung gebracht und der Weg zum Tank ist abgesperrt. Mit Erreichen der Nenndrehzahl des Elektromotors schließt also das Wegeventil selbsttätig und der Pumpenförderstrom wird zu dem jeweiligen hydraulischen Abtriebselement geleitet.

Solange der Motor läuft, bleibt das Wegeventil geschlossen, wobei mit Abschalten des Motors der Druck in der Leitung zu dem jeweiligen Abtriebselement zwischen Pumpe und Steueranschluß definiert abgebaut wird, bis das Ventil erneut öffnet und für einen erneuten Motoranlauf den "Bypass" zum Tank herstellt .

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Wegeventil ein 2/2-Wege-Sitz- oder Schieberventil, wobei in einer Schaltstellung zwischen den beiden Anschlüssen A, B das Wegeventil eine Drossel aufweist. Mittels dem vorgebbaren Drosselquerschnitt läßt sich die Druckdifferenz in den Nutzanschlüssen A, B vor und hinter dem Ventil einstellen, die notwendig ist, um über den Steueranschluß des Ventiles dieses zu schalten.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Elektromotor ein Drehstrommotor, insbesondere ein Einphasenmotor. Der Einphasenmotor ist preiswert in der Anschaffung und läßt sich über einen Netzanschluß, wie er auch in privaten Haushalten üblich ist, an das Netz anschließen und betreiben, was die Einsatzmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung vergrößert.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Abtriebselement ein Hydraulikzylinder eines Hebetisches, der in seiner Lage über ein Rückschlagventil im Hydraulikkreis abstützbar ist. Aufgrund dieser Abstützung über das Rückschlagventil verbleibt das jeweilige Abtriebselement in seiner gerade eingenommenen Lage, auch wenn der Elektromotor abgeschaltet wird. Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung öffnet das Rückschlagventil erst dann, wenn die gewünschte Pumpleistung der Hydraulikpumpe erreicht und mithin sichergestellt ist, daß eine Verfahrbewegung des Abtriebselementes in der gewünschten Richtung erfolgt. Vorzugsweise ist hierbei der Steueranschluß des Wegeventiles zwischen der Hydraulikpumpe und dem Rückschlagventil an den Hydaulikkreis angeschlossen.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist zwischen dem Abtriebselement und dem Rückschlagventil sowie parallel zu dem Wegeventil ein weiteres 2/2-Wegeventil in den Hydraulikkreis geschaltet, das vorzugsweise elektrisch betätigbar ist. Bei geschlossenem Rückschlagventil und abgestelltem Motor läßt sich dann über dieses weitere Wegeventil das Abtriebselement in seine Grundstellung zurückverfahren.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist das Wegeventil einen Leckageanschluß zum Tank des Hydraulikkreises auf. Insbesondere wenn es sich dann bei dem Wegeventil um ein Wegeschieberventil handelt, können die mit dem Schalten des Ventils einhergehenden Leckölmengen definiert zum Tank abgeführt werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt in prinzipieller Darstellung den Schaltplan der Anlaufschaltung.

Die in dem Anlaufschaltplan gezeigte Vorrichtung dient der Erleichterung des Anlaufes eines Elektromotors 10. Der Elektromotor 10 ist aus einem Einphasenmotor mit einem niedrigen Anlaufmoment gebildet. Der Einphasenmotor 10 ist in üblicher und daher nicht näher beschriebener Weise über einen Wellenantrieb 12 mit einer Hydraulikpumpe 14 verbunden. Die Hydraulikpumpe 14 entnimmt Hydrauliköl aus einem Tank 16 und speist dieses in einen als Ganzes mit 18 bezeichneten Hydraulikkreis.

Die Hydraulikpumpe 14 betätigt ein Abtriebselement in Form eines Hydraulikzylinders 20, dessen Kolbenstange 22 mit einem Hebetisch (nicht dargestellt) zum Heben und Senken von Lasten verbunden ist. Der an den Hydraulikkreis angeschlossene Zylinder 20 ist über ein federbelastetes Rückschlagventil 24 abgestützt, d.h. der Hebetisch kann nicht ungewollt und unter Umständen für eine Bedienperson gefährlich, sich absenken. Um den Hydraulikkreis 18 im wesentlichen für das Anlaufen des Motors 10 vor dem Rückschlagventil 24 drucklos zu halten, ist ein 2/2-Wege-Sitz oder -Schieberventil 26 vorgesehen, das federkraftbetätigt in seine die beiden Nutzanschlüsse A, B miteinander verbindende Schaltstellung bringbar ist. Der Nutzanschluß B ist über eine entsprechende Leitung zwischen die Hydraulikpumpe 14 und das Rückschlagventil 24 geschaltet, wohingegen der Nutzanschluß A über eine entsprechende Leitung an den Tank 16 angeschlossen ist. In seiner in der Figur gezeigten, die Nutzanschlüsse A und B miteinander verbindenden Schaltstellung ist der Durchfluß über eine Drossel 28 mit vorgebbarem Drosselquerschnitt wählbar, die Teil des 2/2-Wegeventiles 26 ist. An die Leitung mit dem Nutzanschluß B ist ein Steueranschluß 30 des Wegeventiles 26 angeschlossen. Ferner weist das 2/2-Wegeventil 26 eine zum Tank 16 führende Leckageleitung 32 auf.

Wie insbesondere die Figur zeigt ist zwischen dem Abtriebselement 20 und dem Rückschlagventil 24 sowie parallel zu dem Wegeventil 26 ein weiteres 2/2-Wegeventil 34 in den Hydraulik-

kreis 18 geschaltet. Das weitere Wegeventil 34 ist elektrisch betätigbar und wird federunterstützt in seine in der Figur dargestellte Schließstellung verfahren. Die dem Ventil 34 in Fluidrichtung nachgeschaltete Ablaufleitung 36, in die der Nutzanschluß A mündet, sowie die Leckageleitung 32 führen ebenfalls zum Tank 16.

Im folgenden wird die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand der Figur näher erläutert. Um den Motor 10 einen Anlauf ohne Last zu ermöglichen, ist das Ventil 26 in seiner geöffneten Stellung wie in der Figur dargestellt. In dieser geöffneten Stellung ist über das Ventil 26 eine Art Bypass gegeben und die von der Hydraulikpumpe 14 geförderte Fluidmenge wird über den Nutzanschluß B, die Drossel 28 des Ventiles 26 und den Nutzanschluß A in den Tank 16 befördert. Der Motor 10 kann also ohne weiteres Hilfsmittel trotz niedrigem Anlaufmoment seine vorgesehene Nenndrehzahl für den Antrieb der Hydraulikpumpe 14 erreichen, was nicht möglich wäre, wenn der Einphasenmotor 10 unmittelbar gegen die Maximallast arbeiten müßte.

Mit zunehmender geförderter Fluidmenge der Hydraulikpumpe 14 steigt der Durchfluß an der Drossel 28 des Ventiles 26 und mithin die Druckdifferenz zwischen den beiden Nutzanschlüssen A und B, die über den Steueranschluß 30 abgegriffen wird. Bei Erreichen eines vorgebbaren Größenwertes wird dann das Ventil 26 über den Steueranschluß 30 in seine die Verbindung A, B absperrende Schließstellung gebracht und durch den anstehenden Druck im Hydraulikkreis 18 öffnet das Rückschlagventil 24 und die Kolbenstange 22 läßt sich über den Arbeitszylinder 20 ausfahren. Solange der Motor 10 mit Nenndrehzahl läuft, bleibt das Ventil 26 geschlossen. Wird der Motor 10 abgeschaltet, baut sich der Druck in der Leitung zwischen der Pumpe 14 und dem Rückschlagventil 24 definiert ab und das Ventil 26 öffnet erneut den Bypass zum Tank 16. Ein neuer im wesentlichen lastfreier Motoranlauf ist dann möglich.

Soll der Hebetisch mit der Kolbenstange 22 abgesenkt werden, kann das weitere Wegeventil 34 elektromagnetisch in seine Offenstellung gebracht werden und das aus dem Zylinder 20 rückfließende Fluid wird über die Ablaufleitung 36 dem Tank zugeführt. Außer beim Absenken des Hebetisches (nicht dargestellt) bzw. beim Einfahren der Kolbenstange 22 bleibt das Ventil 34 in seiner in der Figur gezeigten Schließstellung.

Als Abtriebselement einen hydraulisch ein- und ausfahrbaren Hebetisch vorzusehen, ist nur ein Anwendungsfall der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich an sich für alle Arten von Elektromotoren, insbesondere Drehstrommotoren, zum Einsatz bringen; der Einsatz bei Einphasenmotoren hat sich jedoch als besonders vorteilhaft erwiesen.

Claims

- Ol - Gm 6010/40 Schutzansprüche :

1. Vorrichtung zur Erleichterung des Anlaufes eines Elektromotors (10), der für den Antrieb einer Hydraulikpumpe (14) vorgesehen ist, wobei mittels eines Wegeventiles (26) zumindest beim Anlaufen des Elektromotors (10) der zu einem Abtriebselement (20) führende Teil eines Hydraulikkreises (18) im wesentlichen drucklos gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Wegeventil (26) hydraulisch betätigbar ist und mit einem Steueranschluß (30) in Fluidrichtung hinter der Hydraulikpumpe (14) an den Hydraulikkreis (18) angeschlossen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wegeventil (26) ein 2/2-Wege-Sitz- oder Schieberventil ist und daß in einer Schaltstellung zwischen den beiden Anschlüssen (A, B) das Wegeventil (26) eine Drossel (28) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (10) ein Drehstrommotor, insbesondere ein Einphasenmotor ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtriebselement (22) ein Hydraulikzylinder eines Hebetisches ist, der in seiner Lage über ein Rückschlagventil (24) im Hydraulikkreis (18) abstützbar ist.

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5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Steueranschluß (30) des Wegeventiles (26) zwischen der Hydraulikpumpe (14) und dem Rückschlagventil (24) an den Hydraulikkreis (18) angeschlossen ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Abtriebselement (22) und dem Rückschlagventil (24) sowie parallel zu dem Wegeventil (26) ein weiteres 2/2-Wegeventil (34) in den Hydraulikkreis (18) geschaltet ist, das vorzugsweise elektrisch betätigbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Wegeventil (26) einen Leckageanschluß (32) zum Tank (16) des Hydraulikkreises (18) aufweist.