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Einrichtung zum periodischen Verstellen einer Arbeitsvorrichtung,
z. B. des Antriebes eines Förderbandes
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung
zum periodischen Verstellen einer Arbeitsvorrichtung und kennzeichnet sich im wesentlichen
durch die Verwendung einer sich in den Endlagen selbst uinschaltenden elektrohydraulischen
Verstellvorrichtung, deren Hubzahl durch Änderung eines Durchtrittsquerschnittes
im Druckmittelkrei slauf einstellbar ist.
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Eine solche periodisch arbeitende Verstelleinrichtung ist für viele
Anwendungsfälle das ideale Antriebsmittel, da sie, abgesehen von der charakteristischen
Eigenschaft des weichen, stoßfreien Schaltens jeder elektrohydraulischen Verstellvorrichtung,
eine stufenlose, praktisch beliebig große Änderung der Hubzahlen ermöglicht. Das
Antriebsmittel ist so allen 3etriebsl)edingungen anzupassen, die von der Arbeitsvorrichtung
her an den Antrieb gestellt werden. Insbesondere gilt dies fiir Arbeitsvorrichtungen
mit X echselnden Arbeitsbedingungen, wie z. B. Förderbänder für Glüh-, Brenn- oder
Trockenöfen, bei denen je nach der Art des zu behandelnden Gutes dieses schiieller
oder langsamer durch den Ofen geschleust werden muß.
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Gleichermaßen vorteilhaft ist die Verwendung der erfindungsgemäßen
Verstelleinrichtung als Antriebsmittel von periodisch vorrückenden Förderbändern
für die Fließfertigung. Der gleiche Antrieb kann universell für Förderbänder unterschiedlicher
: Fließgeschwindigkeit l>enutzt werden, da die einfache Verstellung eines Durchtrittsquerschnittes
im Druckmittelkreislauf genügt, um die Verstellgeschwindigkeit den unterschiedlichen
Fließzeiten
anzupassen. Auch bei künstlichen Atmungsgeräten, wie
sie für die sogenannte Eiserne Lunge benutzt werden, ist der erfindungsgemäße Antrieb
besonders geeignet, da der Atmungsrhythmus individuell verschieden ist und infolgedessen
die Verstellgeschwindigkeit individuell angepaßt werden muß.
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Diese Anpassung an den individuellen Atmungsrhythmus läßt sich auch
hier ohne Schwierigkeiten durchführen. Darüber hinaus ist durch unterschiedliche
Einstellung der Hub- und Senkzeiten auch die Möglichkeit gegeben, die Einatmungs-
und Ausatmungszeit unterschiedlich voneinander zu halten und so den Anforderungen
des Atmungsgerätes weitgehend zu entsprechen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
In dem teilweisen Längsschnitt der Abb. 1 bezeichnen lo den auf dem Arbeitszylinder
1 1 sitzenden Antriebsmotor der elektrohydraulischen Verstellvorrichtung, 12 die
mit der Motorwelle längs verschiebbar gekuppelte Vierkantwelle der Kreiselpumpe
13, 14 den gleichzeitig das Pumpengehäuse bildenden Stellkolben, 15 und 16 die beiden
diametral gegenüberliegenden, oberhalb des Motors 10 durch ein Querjoch 17 miteinander
verbundenen Kolbenstangen, I8 und 19 zwei in ihrer Vorspannung einstellbare Druckfedern
und 20 einen vor der Drucköffnung der Pumpe I3 angebrachten Teller, der rechts am
Kolben 14 anliegt und hier durch eine Schraube 21 verspannt ist, während er links
einen Durchtrittsquerschnitt 22 freigibt, dessen Größe durch die Stellschraube 23,
das Verstellineal 24 und die mit diesem längsverschiebbar verbundene Verstellwelle
25 von außen stufenlos einstellbar ist.
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Abb. 2 zeigt in schematischer Darstellung die Anordnung des zugehörigen
Endschalters. Die elektrohydraulische Verstellvorrichtung ist hier mit dem Motor
I0, den beiden Kolbenstangen I5, I6 mit ihrem Querjoch 17 sowie den beiden Druckfedern
18,19 angedeutet. Am Joch 17 ist ein Mitnehmer 26 befestigt, der in die Schaltgabel
27 des im Drehpunkt 30 reibungsbelasteten Schlepphebels 28 für den Motorschalter
29 eingreift.
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In der Darstellung der Abb. I und 2 befindet sich die Verstellvorrichtung
in ihrer Ausgangslage. Der Stellkolben 14 liegt unten im Zylinder 11, der Endschalter
29 ist geschlossen. Wird jetzt der Hauptschalter des Motors lo eingeschaltet, so
wird über die Vierkantwelle 12 die Pumpe 13 angetrieben.
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I)ie Pumpe 13 saugt die Druckflüssigkeit aus dem Raum oberhalb des
Stellkolbens 14 an und drückt sie durch den Querschnitt 22 hindurch in den Raum
unterhalb des Kolbens. Der Kolben 14 wird nach oben gedrückt und betätigt über die
Kolbenstangen 15,16 und das Querjoch I7 die nicht dargestellte Arl)eitsvorrichtung,
z. B. das Förderband eines Ofens oder einer Fließfertigung. Beim Aufwärtshub werden
die Keilnutenwelle I2 in die Motorwelle und das Verstellineal in die Verstellwelle
25 eingeschoben sowie die Druckfedern 18, 19 gespannt. Nach Ausführung der Hubbewegung
- die lIul>länge ist durch Verdrehung der Anschlagschrauben der Schaltgal)el
27 einstelllar wird vom Mitnehmer 26 der Schalthebel 28 im umgekehrten Urzeigersinne
verschwenkt und so der Schalter 29 ausgeschaltet. Der Motor 10 wird abgeschaltet,
und der Stellkolben 14 wird durch die Druckfedern I8, 19 wieder nach unten gedrückt,
wobei die unterhalb des Kolbens befindliche Flüssigkeit durch den Querschnitt 22
und die Pumpe I3 nach oben zurückströmt. Kurz vor Erreichen der unteren Endlage
wird vom Mitnehmer 26 der Endlagenschalter 29 wieder eingeschaltet, und das Arbeitsspiel
beginnt von neuem.
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Die Hub- und Senkzeiten des Stellkolbens 14 und damit die Hubzahl
pro Zeiteinheit lassen sich durch eine Veränderung des Durchtrittsquerschnittes
22 mittels der Einstellschraube 23, des Verstellineals 24 und der Verstellwelle
25 bequem von außen einstellen. Ist der Querschnitt 22 klein eingestellt, so hebt
und senkt sich der Stellkolben 14 langsam.
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Wird der Querschnitt 22 durch Rechtsdrehen der Verstellwelle 25 vergrößert,
so werden Hub- und Senkzeiten um so kürzer, je mehr der Querschnitt vergrößert wird.
Wird heispielsweise die Verstellwelle von der Stellung I um 3600 nach rechts in
die Stellung 2 verdreht, so ergibt sich eine Erhöhung der Hubzahl von I8 auf 26,5
pro Minute. Der Übergang ist ein völlig stetiger, d. h. es kann stufenlos jede beliebige
Hubzahl zwischen den durch die Bauweise festgelegten Endwerten eingestellt werden.
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Die Hub- und Senkzeitkurven lassen sich so allen Betriebsbedingungen
bequem anpassen. Im allgemeinen ist hierbei das Verhältnis von Hub- zur Senkzeit
kleiner als I. Sollte die etwas längere Senkzeit stören, so kann durch besondere
Maßnahmen eine Verkürzung der Senkzeiten erreicht werden. Zu diesem Zwecke kann
z. B. zwischen Motor und Pumpe der elektrohydraulischen Verstellvorrichtung eine
magnetische Kupplung vorgesehen sein, die jeweils beim Erreichen der oberen Endlage
des Stellkolbens abgeschaltet wird, so daß die Pumpe von dem infolge seines verhältnismäßig
großen Trägheitsmomentes nur langsam auslaufenden Motor getrennt wird und so momentan
die die Senkzeit verlängernde Druckförderung unterbricht.
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Die Anordnung einer Magnetkupplung hat' im übrigen den Vorteil, daß
der Motor dauernd weiterlaufen kann und in den Endlagen nur die verhältnismäßig
schwache Leistung der Kupplung ein-bzw. abgeschaltet zu werden braucht.
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Eine zwangsläufige Änderung der Hub- und Senkzeitkurven läßt sich
zusätzlich auch dadurch erreichen, daß nicht nur auf der I)ruckseite, sondern auch
auf der Saugseite der Pumpe ein einstellbarer Teller nach Art des Tellers 20 angeordnet
ist.
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Für diesen Teller wäre dann eine getrennte Einstellung nach Art der
Einstellglieder 23, 24 und 25 vorzusehen.
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Eine weitere Beeinflussungsmöglichkeit der Hub-und Senkzeitkurven
ist durch die Anordnung der Druckfedern I8, 19 gegeben, indem durch diese der an
sich steile Anstieg der Hubzeitkurve abgebogen und der zu langsame Abfall der Senkzeitkurve
beschleunigt wird. ;2uf diese Weise ist ein hin-
reichend sinusförmiger
Verlauf der Hub- und Senkzeitkurven bei allen I lubzahlen erreichbar, wenn es der
besondere Zweck erfordert.
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Werden im Stromkreis des Antriebsmotors einstellbare Widerstände
vorgesehen, so kann auch hierdurch der Verlauf der Hub- und Senkzeitkurven beeinflußt
werden.
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Der Endlagenschalter 27, 28, 29 wird vorteilhaft so eingestellt,
daß der Antriebsmotor der elektrohydraulischen Verstellvorrichtung bereits kurz
vor dem Erreichen der äußersten Endlagen des Stellkolbens abgeschaltet wird. Auf
diese Weise wird ein Anschlagen des Stellkolbens in den Endlagen vermieden und so
ein geräuscharmer Betrieb der Vorrichtung gewährleistet, was in manchen Anwendungsfällen,
z. B. beim Antrieb künstlicher ;Ntmungsgeräte, von großer Bedeutung ist.