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Steuervorrichtung für hydraulische Aufzüge Die Erfindung bezieht sich
auf eine Steuervorrichtung für hydraulische Aufzüge mit einer Pumpeneinrichtung
und einer unmittelbar mit dem Aufzug verbundenen hydraulischen Krafteinheit und
mit einer mechanischen Bremsvorrichtung.
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Hydraulische Aufzüge mit einem in Abhängigkeit von der Hub- und Senkbewegung
des Aufzuges gesteuerten Umsteuerventil sind bereits bekanntgeworden. Bei einer
dieser bekannten Einrichtungen ist ein auf einer Stange verschiebbarer und mit Abschrägungen
versehener Ventilklotz vorhanden, der bei der Verschiebung der Stange Kanäle abschließt
und bei der Umsteuerung mit einem auf der erwähnten Stange sitzenden Anschlag in
Eingriff kommt, wodurch ein freier Durchgangskanal für die Flüssigkeit zum Zylinder
freigelegt wird. Bei der weiteren Verschiebung der genannten Stangewird durch denVentilklotz
einKanal abgeschlossen, wodurch die Aufwärtsbewegung des Aufzuges angehalten wird.
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Desgleichen ist es für hydraulische Aufzüge bereits bekanntgeworden,
eine hydraulische Steuerung für eine mechanische Bremsvorrichtung vorzusehen, die
in Abhängigkeit von einem von Hand zu bedienenden Umsteuerventil steht. Demgegenüber
ist gemäß der Erfindung die Einrichtung so getroffen, daß eine mit der Druckmittelzuleitung
(Pumpe) einerseits und mit der Kraftvorrichtung (Motor) andererseits verbundene
Ventilvorrichtung ein Umsteuerventil sowie zwei Strömungsventile für Auf und Ab
aufweist, welche ein konstantes Druckdifferential an der durch den konischen Teil
des Kolbens des Ventils gebildeten Öffnung vorsehen. Hierbei ist ein mit dem erwähnten
Umsteuerventil zusammenarbeitender, mit der Druckmittelzuleitung in Verbindung stehender
Ventilkolben hydraulisch mit der Bremsvorrichtung verbunden, wobei dieses Umsteuerventil
von der Antriebsvorrichtung aus in Abhängigkeit von der Hub- und Senkbewegung des
Aufzuges verschoben wird. Infolge des eigenartigen Zusammenarbeitens von Hauptsteuerventil,
den beiden Strömungsventilen und der mechanischen Bremse wird eine einstellbare
und sanfte Beschleunigung bzw. Verzögerung erhalten, die insbesondere für Aufzüge
wertvoll ist, welche beispielsweise höchst explosive Munition von einer Höhenlage
bis zu einer anderen schnell befördern, da hierbei das schnelle, aber sanfte und
stoßlose Anhalten von außerordentlich großer Bedeutung ist.
Die
mechanische Bremse steht gemäß der Erfindung unter der Steuerung einer kleinen Volumenpumpe,
die dahin wirkt, einen Flüs-. sigkeitsdruck für die Bremsvorrichtung bei der Aufundabbewegung
zur Verfügung :",zu stellen. Beim Anhalten des Aufzuges wird dieser Flüssigkeitsdruck
aufgehoben, so daß die Bremsbacken der Bremse sich selbsttätig anlegen. Steht also
der Aufzug still, so genügt das Arbeiten einer kleinen Pumpe, wodurch an Kraft und
Kosten gespart wird.
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Bei der bevorzugten Ausführung der Errindung wird das Umsteuerventil
von einer durch den Motor zwangläufig betätigten Einrichtung beeinflußt. Dieses
Umsteuerventil weist hierbei einen auswechselbaren Steuerkolben mit kegelförmig
abgeschrägten Enden auf, wodurch ermöglicht wird, daß durch einfaches Auswechseln
des Steuerkolbens durch einen Kolben mit andersartig abgeschrägten Kegelenden die
Geschwindigkeit des Rufwindens bzw. Senkens geändert werden kann.
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Bei der - bevorzugten Ausführung der Steuervorrichtung besitzt die
Pumpeneinheit eine Antriebspumpe von großem Volumen und eine Steuerpumpe von kleinem
Volumen, wobei die Antriebspumpe durch eine Nebenleitung umgangen werden kann, wenn
die Aufwindevorrichtung in der aufgewundenen Lage der Last oder in neutraler Lage
verr;egelt wird, während die Steuerpumpe Jahin wirkt, Druckflüssigkeit für die Bremse
und für die Verschiebung des Hauptsteuerventils zur Verfügung zu stellen.
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In den Zeichnungen ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise
dargestellt, und zwar zeigt Fig. i eine schematische Ansicht der einzelnen Teile
der Steuervorrichtung; Fig.2 ist eine senkrechte Schnittansicht durch die vereinigte
Pumpeneinheit und veranschaulicht im besonderen das Entlastungs-und Steuerventil;
Fig. 3 ist eine Seitenansicht der Aufwindeeinheit und der Steuervorrichtung; Fig.
q. und 5 veranschaulichen in einer Endansicht die Aufwinde- und Steuervorrichtung
und zeigen im besonderen die Bremseinrichtung; Fig. 6 ist ein Schnitt nach der Linie
6-6 der Fig. 3 ; Fig.7 ist eine Draufsicht auf die in den Fig. 3 bis 5 dargestellte
Vorrichtung; Fig.8 ist eine Schnittansicht nach der Linie 8-8 der Fig. 7; Fig.9
ist ein Teil einer Draufsicht im Schnitt nach der Linie 9-9 der Fig. 8 und veranschaulicht
im besonderen das Gehäuse für das Räderwerk der Aufwindeeinheit; Fig. io ist ein
'senkrechter Schnitt nach der Linie io-io der Fig. 7; Fig. i i veranschaulicht in
schematischer Darstellung die Gesamtanordnung.
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Die Aufwindevorrichtung weist eine aus zwei Teilen bestehende Pumpeneinheit
--#, eine Steuereinheit 3, zu der wiederum eine von Hand betätigte Hilfssteuereinheit
3" gehört, sowie eine Motor- und Pumpeneinheit für die eigentliche Aufwindevorrichtung
und eine Bremseinheit 5 auf.
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Die Pumpeneinheit (Fig.2) besteht aus einer Pumpe 6 von großem Volumen,
die neben der Wellenkupplung 7 angebracht ist, welche die Pumpeneinheit mit der
Kraftquelle verbindet, sowie aus einer Pumpe von kleinem Volumen B. Beide Pumpen
sind vorzugsweise von zwangläufiger Verdrängungsart; die große Pumpe liefert Druck
durch die Leitung 9 -hindurch für die direkte Steuerung der Aufwindeeinheit, und
die kleine Pumpe liefert Druck durch die Leitung io hindurch zu den Brems- und den
Steuerventilen (Fig. r).
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Beide Pumpen 6 und 8 haben einen gemeinsamen Einlaß i i sowie die
Zweigleitungen 12 bzw. 13. Die Flüssigkeit unter Druck gelangt von der Pumpe 6 durch
den Auslaß 9a hindurch, und die große Pumpe 6 wird von dem Arbeitsdruck entlastet,
ausgenommen während des tatsächlichen Rufwindens. Dies bedingt eine beträchtliche
Kraftersparnis, da andernfalls die Pumpe von großem Volumen jederzeit mit vollem
Druck zu arbeiten haben würde. Öl gelangt durch die kleine Pumpe 8 hindurch in die
Kammer 1.4, die ein Ventil 15 umgibt. Das Ventil 15 ist mit einem
kleinen Kolben 16 versehen, und die Strömung von der Kammer 14. zu der rechten Seite
des Kolbens 16 erfolgt mittels eines Widerstandskanals 75, der zwischen den Teilen
17 und 18 gebildet ist; die Kammer links von dem Kolben 16 erhält durch den Kanal
i9 einen Auslaß, damit der Druck in der Kammer 2o rechts vom Kolben wirksam wird.
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Da die Pumpe 8 ständig arbeitet, so strömt das Öl unter Druck -durch
den Kanal und die Kammer 14 und durch den Widerstandskanal hindurch in die Kammer
2o und übt einen Druck nach links aus, der die Spannung der einstellbaren Feder
21 überwindet. Dadurch, daß die Spannung der Feder 2i überwunden wird, hat der Druck
in der Kammer zur Folge, daß das Ventil 15 sich etwas nach links bewegt und eine
Stellung einnimmt, in der Öl in die Kammer 22 gelangen kann, die zu dem Hauptkanal
9a führt.
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Infolge der beschriebenen Ausbildung der Pumpe wird ein großes Flüssigkeitsvolumen
abgegeben, um den Motor mit einem verhältnismäßig hohen Arbeitsdruck und zu bestimmten
Zeiten zu betätigen, und zu derselben Zeit wird ein etwas kleinerer Arbeitsdruck
in
der Kammer i4 aufrechterhalteni so daß ein konstanter Druck in der Leitung io gewährleistet
wird, die von der Kammer 14 zu dem Hauptsteuerventil 3a und der Bremseinheit 5 führt.
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Die Pumpe von großem Volumen fördert, unterstützt durch die kleine
Volumenpumpe, Druck durch die Leitung g hindurch in die Kammer 23 des Hauptsteuerventils
3. Die Kammer 23 umgibt ein Steuerventil 24 und erstreckt sich bis in eine Stellung,
in der sie das Richtungssteuerventi125 umgibt. Eine Leitung 26 verbindet das Steuerventil
3a mit der linken Seite des Steuerventils 25, so daß bei einer Betätigung des Steuerventils
3a Druck von der Leitung io in die Leitung 26 gelangt, wodurch das Ventil
25 nach rechts verschoben wird. Diese Wirkung ermöglicht, daß 01 von
der Leitung g durch die Kammer 23 hindurch in die Kammer 27 gelangt, welche mit
dem Kanal 28 verbunden ist, der zu dem Motor 4 führt.
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Das Ventil 24 ist mit einem Kolbenventil versehen, 'das einen Kolben
2,9 hat, welcher auf beiden Seiten reit Kolbenstangen von gleichem Durchmesser versehen
ist. Der Kolben 29 wird gewöhnlich durch eine Feder 30 von vorher bestimmter
Spannung nach rechts gedrückt, um eine Strömung des Öles unter Druck von der Kammer
23 in den Auslaßkanal31 zu vermeiden, der zu dem Behälter R zurückführt. Es ist
zu erkennen, daß das Ventil 24 so lange auf seineirr Sitz verbleibt, als der Druck
in der Kammer 23, die m ittels des Kanals 32 mit einer Kammer 33 auf der linken
Seite des Kolbens 29 in Verbindung steht, plus dem vorher bestimmten Druck der Feder
3o ausreicht, um die gesamte Pumpenleistung durch die Öffnung hindurchzudrücken,
welche durch die Wand der Kammer 27 und den konischen Teil 34 des Ventils 25 gebildet
wird, wenn das Ventil 25 sich nach rechts (Fig. i und 6) bewegt.
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An dieser Stelle ist zu bemerken, daß, wie durch die gestrichelten
Linien in Fig. i angedeutet, der Kanal 32 unmittelbar mit der Kammer 27 verbunden
ist; das äußerste rechte Ende des Kanals 32 steht mit der Auslaßkammer 6o in Verbindung,
wenn das Ventil 25 nach links bewegt wird.
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Das Ventil 25 ist mit einem Steuertei135 versehen, der gewöhnlich
mit einem angetriebenen Teil 36 in Berührung steht, im Fall das Ventil
25 sich in neutraler Lage befindet. Durch eine Bewegung des Ventils nach
rechts wird gleichfalls der Steuerteil 35 nach rechts verschoben, der alsdann ermöglicht,
daß der angetriebene Teil 36 infolge des Federdrucks hinter dem Kolben 37 emporsteigt,
der in einem Hilfssteuerteil3L gebiktet ist. Durch das Anheben des Ventils 37 wird
ermöglicht, daß der Druck von der Leitung ioa in die Leitung 38 gelangt, welche
mit einer Kammer 39 verbunden ist, die ihrerseits einen Teil der Bremsvorrichtung
darstellt. Wie im besonderen aus den Fig.4 und 5 hervorgeht, besitzt die Bremse
ausschwingbare Arme 4.o, 41. Diese Arme und die Bremsschuhe 42, die von den Armen
getragen werden, werden gewöhnlich an die Bremstrommel 43 durch die Wirkung der
Federn .44. angcdrückt, so daß die Arme 40, 41 die Bremstrommel gewöhnlich mechanisch
erfassen und festhalten. Der Zylinder 39 ist zwischen den Armen 4o, 41 angeordnet
und trägt entgegengesetzt wirkende Kolben 45 mit dem Ergebnis, daß im wesentlichen
gleichzeitig mit der Emporbewegung des Ventils 37 der Druck von der Leitung ioa
durch die Leitung 38 in den Zylinder 39 übertragen wird, wodurch die Kolben
45 nach außen gedrängt «-erden, um mit den Bremsschuhen 42 in Berührung zu kommen
und letztere freizugeben.
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Es ist während des Nichtaufwindens erwünscht, daß das Pumpenöl von
der Kammer 23 durch den Auslaßkanal 31 hindurch zurück in den Behälter R geführt
wird. Dies erfolgt dadurch, daß gewöhnlich dem Kanal 33, der hinter dem Kolben
29 liegt, ein Auslaß zu der Außenluft gegeben wird, so daß jeder Druck in der Kammer
23, der größer als der Widerstand der Feder 30 ist, zur Folge hat, daß das
Ventil 24 nach links bewegt wird. Ein Ventil 37a, das gewöhnlich durch eine Feder
nach unten gedrückt wird, wird, wenn der Kolben 37 dadurch nach unten gedrückt ist,
daß das Ventil 25 in die neutrale Lage zurückkehrt, die Kammer 33 mit der
Außenluft verbinden.
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Während des Aufwindens werden die Bremsschuhe durch Ausübung von Druck
in der Leitung 38 freigegeben; durch diese Bewegung wird auch der Druck auf den
Bogen des Ventils 37a ausgeübt, wodurch die Federspannung überwunden und das Uenti137a
nach oben bewegt und demzufolge die Auslaßöffnung abgeschlossen wird, so daß während
dieser Zeit die Kammer 33 für den wirksamen Druck von der Leitung 32 offen ist.
Die Aufwindevorrichtung4 (Fig.1, 7 und io) weist eine entlastete Zahnradpumpe von
der Bauart auf, die in dem Patent 630 558 beschrieben ist.
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Wenn das Ventil 24 geschlossen und das Ventil 25 nach rechts bewegt
wird, damit die Strömung der Druckflüssigkeit in den Kanal 28 stattfinden kann,
wird der Aufwindemotor 4 betätigt, wodurch die Welle 51 und die Trommel 5o gedreht
werden. Das andere Ende der Welle 5.i trägt ein Bremsglied 43 und desgleichen eine
sich verschiebende Mutter 52, die mit Armen 54 verbunden ist,
welche
bei 53 schwingbar gelagert sind, so daß sie die Bewegung auf eine Gleitmuffe 55
übertragen. Diese Muffe 55 umgibt einen Ansatz des Ventils 25. Ein mit Gewinde versehener
Teil 5211, der die verschiebbare Mutter 52 betätigt, ist mit Gewindegängen solcher
Steigung, die entsprechend dem Hebelverhältnis der Arme 54 und der Aufwindestrecke
oder Aufwindehöhe proportioniert sind, versehen, daß, wenn der aufzuwindende Teil
sich der äußersten Grenze dieser Aufwindestrecke nähert, die Gleitmuffe 55 mit den
einstellbaren Muttern 56 in Berührung kommt, derart, daß während des letzten Teils
der Bewegung die Gleitmuffe 55 das Ventil 25 auf die neutrale Stellung zu bewegen
wird, so daß die Strömung der Flüssigkeit von der Kammer 23 zu der Kammer 27 allmählich
abgesperrt wird. Durch dieselbe Bewegung wird der Kolben 37 niedergedrückt und ermöglicht,
daß das Ventil 37a nach unten geht, wodurch die Kammer 33 entleert und eine Bewegung
des Kolbens 29 nach links ermöglicht wird. Diese Abstellbewegung des Motors q. und
desgleichen das Abschneiden des Druckes von der Leitung ioa und die Entleerung der
Kammer 39 ermöglichen den Bremsfedern, einen Bremsdruck auszuüben und den Aufzug
an der Stelle zu halten, an der er gerade infolge der Bewegung des Umsteuerventils
25 angehalten worden ist. Die Tendenz des Aufwindens durch den Motor 4. ist nicht
vollständig behoben, ehe nicht die Bremsen angelegt worden sind; dies erfolgt durch
Verwendung des federbelasteten Ventils 37a von geringerer Stärke als der Gegendruck,
welcher durch das plötzliche Ausströmen von Öl aus der Kammer 39 durch die Federn
.a4. erzeugt wird.
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Eine Bewegung des Ventils 3a in der entgegengesetzten Richtung verursacht
ein Senken des Aufzuges, indem der Druck von der kleinen Pumpe 8 durch die Leitung
57 hindurch zu der Kammer rechts von dem Umsteuere entil 25 (Fig. z) geführt wird,
um das Ventil nach links zu verschieben. Durch diese Bewegung wird der Druck in
der Leitung 26 aufgehoben und Druck in der Leitung # 38 hergestellt, so daß der
Kolben .45 betätigt und die Bremsschuhe freigegeben werden. Während dieses Senkens
arbeitet der Motor q. als Pumpe, und mit Bezug auf die Fig. r und 6 ist zu erkennen,
daß Öl in der Leitung 28 durch eine Kammer 58 hindurch zu einem Kanal
59 und infolge der Stellung des Umsteuerventils 25, wenn - letzteres nach
links bewegt worden ist, in den Kanal 6o gelangt, der mit dem Behälter R in Verbindung
steht. Die Verbindung zwischen den Kammern 58, 59 wird durch ein Ventil 61 beherrscht,
das aus einem Stück mit dem Kolben 62 besteht. Dieses Ventil 61 wird gewöhnlich
nach rechts (Fig. 6) durch eine Feder 63 von vorher bestimmter Spannung gedrückt.
Die Kammern 6.4 und 65 sind mit dem Kanal 59 mittels eines Kanals 6.4a verbunden,
wodurch ermöglicht wird, daß irgendein Druck in der Kammer 59 die Spannung der Feder
63 zu überwinden sucht und das Ventil 61 veranlaßt, den Durchgang von Öl von der
Kammer 58 zu dem Kanal 59 abzudrosseln.
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Ein unverengter Kanal 66 verbindet unmittelbar die Kammern
6o und 6511, wie dies durch die gestrichelten Linien in Fig. r dargestellt ist,
wodurch ermöglicht wird, daß der Druck in der Kammer 6o die Feder 63 darin unterstützt,
der Wirkung des Druckes in dem Kanal 59 einen Widerstand entgegenzusetzen.
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Die konische Fläche 34.a an dem der Fläche 34 gegenüberliegenden Ende
des Ventils wirkt, wenn das Umsteuerventil25 sich nach links bewegt, als Öffnung
zwischen den Kammern 59 und 6o. Hieraus geht hervor, daß die Ausbalancierung des
Kolbens 62 und des Strömungsventils 61 das Druckgefülle an der Öffnung bestimmen,
welche durch den Grad der Abschrägung zwischen der Fläche 34' und der Wand der Kammer
59 gebildet wird, woraus eine feststehende Strömungsgeschwindigkeit bedingt ist,
die ihrerseits eine feststehende kleiner werdende ' Geschwindigkeit für den Aufzug
zur Folge hat.
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Die verschiedenen Geschwindigkeiten beim Aufwinden bzw. beim Senken
können dadurch erhalten werden, daß man einfach ein neues Umsteuerventi125 einsetzt,
das andere Abschrägungen 34 bzw. 34a hat.
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Der Niedergang -der Last hält weiter an, bis die verschiebbare Mutter
52, die sich in der entgegengesetzten Richtung bewegt, die Muffe 55 betätigt, bis
eine Berührung mit den einstellbaren Muttern 67 stattfindet, so daß alsdann das
Umsteuerventil 25 in die neutrale Stellung geführt und der Niedergang schrittweise
verzögert und schließlich aufgehalten wird. Der Steuerteil 35 senkt alsdann
den Kolben 37, wodurch der Zylinder 39 entleert wird und ein Anlegen der Bremsen
erfolgt.
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Wie im besonderen aus Fig. 6 hervorgeht, weist das Ventil 68 eine
Feder 69 auf, deren Stärke durch den Teil 70 eingestellt werden kann, so
daß die Feder 69 das Ventil 71 auf seinem Sitz hält, bis der Druck in der Kammer
33 den Widerstand des Ventils 71 und der Feder 69 übersteigt. Wenn der Druck in
der Kammer 33 sich genügend entwickelt, um das Ventil 71 von seinem Sitz
abzuheben, so wird Flüssigkeit durch dieses Ventil und durch die in dem Ventil 24.
vorhandene Bohrung hindurchströmen mit dem Ergebnis, daß.das Ventil 24. und der
Kolben 29 sich
schnell von ihrem Sitz abheben und das überschüssige
COl in den Behälter entweicht.
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Wenn das Umsteuerventil 25 sich nach links bewegt, so wird das äußerst
rechts liegende Ende des Kanals 32 nach dem Auslaß geöffnet und das Ventil 24 von
seinem Sitz abgehoben.