DE1963266U

DE1963266U - Druckmittel beaufschlagte betaetigungsvorrichtung, insbesondere fuer zahnradgetriebe.

Info

Publication number: DE1963266U
Application number: DE1965H0051449
Authority: DE
Inventors: Thomas Hindmarch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1964-03-16
Filing date: 1965-03-11
Publication date: 1967-06-29
Also published as: GB1061175A; NL6503271A

Description

Aktenzeichen: H 51 449/47g Gfcm
Anmelder: Thomas Hindmarch

Druckmittel "beaufschlagte Betätigungsvorrichtung, insbesondere für Zahnradgetriebe.

Die Neuerung betrifft eine Druckmittel beaufschlagte Betätigungsvorrichtung, insbesondere für Zahnradgetriebe mit einem Zylinder, einem in diesem bewegbaren Betätigungskolben, einer mit dem Betätigungskolben fest verbundenen Kolbenstange und einem frei beweglichen, entsprechend abgedichteten Anschlagkolben, dessen Hubdurch einen Ansatz begrenzt ist.

Eine derartige bekannte Vorrichtung ist derart ausgebildet, daß zwar die Bewegung des Hilfs- oder AnsGhlagkolbens durch einen Anschlag oder Ansatz begrenzt ist nicht aber die Bewegung des Haupt- oder Betätigungskolbens. Darüberhinaus sind die Kolben der bekannten Einrichtung verhältnismässig kompliziert ausgebildet, d.h.· sie sind mit Einschnitten, Eindrehungen und Bohrungen versehen,

Weiterhin ist eine Vorrichtung der genannten Art bekannt, die mit zwei mit der zu steuernden Einrichtung verbundenen Hydraulikkolben versehen ist. In dieser Vorrichtung kann der eine Kolben zwei zwangsläufige Lagen einnehmen, nämlich eine vorwärts und eine neutrale Lage und der andere Kolben ebenfalls zwei zwangsläufige Lagen nämlich eine Eücksatz- und eine neutrale Lage. Wenn sich beide Kolben in ihrer Hicht-Eingriffslage befinden, dann nimmt der Steuermechanismus eine neutrale Stellung ein, und keine Kraft wird auf die der Vorwärts- oder der Rückwärtslage entsprechenden Kanäle übertragen. Es ist jedoch mbwendig, wenn jeder

rti»w«l*i Diese Unlerbje (Be$ihre!t>uno und Schuf jonspr.) !si <fie ^υlόt^l eingereichte, sie *eiehf /on d«' {(issung der ursprünglich a'noereich'en Unlerlogen cb. Oi? :s:htiic'i6 Ssdsuiunc ds* Abweichung ist nicht fja Die ursprünglich eingereichter« Unterleg bsfir-ien ;'sh -n -icr* Λί:.!Γ;'·.»>η Z',$ '-,önr.er! jederzeit ohne »fr.es Fftchttichen Inferessoj-gebührenfrei »floeseh-eri .verden Auf Antrog Λί-.-ο'οη hisr-iOn -yjch fotekopisn *dw tv den öblioheri fteitsn oeliefart Oeulschai foteriiamt,

Betätigungshebel "unabhängig von dem anderen bedient wird, irgendeine Aijt Freilauf vorzusehen, so daß unabhängig von der Betätigung eines "bestimmten Kolbens ein automatisches Übergehen und Überlaufen des anderen nicht betätigten Kolbens erfolgt. Diese bekannte Vorrichtung zeigt den Nachteil, daß eine Einrichtung zum Überlaufen vorhanden und in irgendeiner Weise mit den beiden Kolben gekoppelt sein muss.

Es ist weiterhin bekannt, eine für drei Steuerlagen bestimmte Einrichtung mittels eines einzigen Kolbens zu betätigen, der jedoch in seiner Mittel- oder neutralen Lage unveränderbar durch ledern gehalten wird. DjLe ledern sind aus mehreren Gründen nachteilig. Zunächst beaufschlagen die Federn die Torrichtung mit einer unerwünschten Last und zweitens können die ledern ihB Spannkraft nicht zuverlässig über die geäamte Lebensdauer erhalten und drittens sind die über den Arbeitshub wirkenden Kräfte nicht gleichmässig. Dies hat zur lolge, daß die mittlere oder neutrale Lage ungenau ist und daß die Gefahr eines teilweisen Beaufschlagens oder Einschaltens des einen oder anderen Kanäles mit einer darauf folgenden Abweichung von der neutralen Lage auftritt.

Die .feuerung;; hat sich die Aufgabe gestellt, die dem Stand der fechnik anhaftenden Nachteile zu beseitigen und eine Vorrichtung zur Betätigng mechanischer, elektrischer, hydraulischer und pneumatischer Einrichtungen zu schaffen, die mit gleichmassigen Kraft- bzw. Betätigungshüben arbeitet und eine genaue Einhaltung der Mittel- oder neutralen Lage gewährleistet. Diese Aufgabe wird durch die Neuerung dadurch gelöst, daß der Betätigungskolben durch Druckmittelbeaufsehlagung des Anschlagkolbens und durch den Ansatz zwangsläufig in seine mittel- oder neutrale Lage bewegbar angeordnet ist.

Eine Vorrichtung dieser Art arbeitet nicht nur zuverlässig, sondern sie ist darüberhinaus von einfacher Konstruktion, d.h· sie ist billig herstellbar und erfordert ein Minimum an Wartung· Darüberhinaus ist sie nur mit einem Zylinder, mit mehrfach wirkenden darin angeordneten, im wesentlichen identisch ausgebildeten Kolben versehen· Zumindest sind die Kolben einander ähnlich und nicht mit Einschnitten, Eindrehungen und komplizierten Bohrungen versehen· Auch sind die Kolben nicht miteinander geko-ppelt. Der Druck einer jeden Bewegung ist einheitlich, und gleich«

Je nach der Art des zu steuernden Gerätes kann die !Teuerung verschieden ausgebildet sein. Es kann der Anschl^kolben mit einer Hülse verbunden sein, die entweder auf der Kolbenstange oder auf dem Betätigungskolben selbst gleitet. Wenn es gewünscht wird kann eine Rückstellfeder zur Beaufschlagung des Anschlagkolbens in Sichtung auf den Betätigungskolben vorgesehen sein.

Für kompliziertere Steuervorgänge können auf einer Seite des Betätigungskolbens mehrere Anschikolben und mehrere als Anschläge wirkende Ansätze vorgesehen sein·

In vorteilhafter Weise können die Ansätze durchbohrt sein, um einen Durchlass für das Druckmittel zu schaffen·

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Neuerung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele unter Hinweis auf die Zeichnung. In dieser zeigen:

!Figur 1 eine Vorrichtung zur Betätigung in drei Lagen ausschliesslich mittels Druckflüssigkeit}

Figiir 2 eine Betätigungsvorrichtung zur wahlweisen Positionierung in drei Lagen, die gleichfalls vollkommen durch Druckflüssigkeit "betätigt wird}

Figur 3 eine Betätigungsvorrichtung, die mittels

Federkraft und Druckflüssigkeit beaufschlagt wird;

Figur 4 eine Betätigungsvorrichtung für fünf Positionen, die vollständig durch Druckflüssigkeit "beaufschlagt ist} und

Figur 5 eine Betätigungsvorrichtung für fünf Positionen, gleichfalls vollständig durch Druckflüssigkeit "beauf schlagbar·

Bei der in Figur 1 veranschaulichten Konstruktion "bildet der Kolben 1 im Zylinder 2 einen Betätigungskolben, der die Kolbenstange 3 nach rechts oder links von der in der Zeichnung veranschaulichten Mittelposition aus durch das Einleiten der Druckflüssigkeit auf eine der beiden Seiten des Kolbens 1 bewegt ·

Die Kolbenstange 3 ist mit einer Einrichtung zur Verbindung mit dem hin- und hergehenden Steuerhebel oder einer anderen Einrichtung mittels eines nicht veranschaulichten Bolzens verbunden, der durch die radiale Bohrung M- gesteckt wird· Das Ende des Kolbens nach rechts mit Bezug auf die Zeichnung ist durch einen Ansatz oder Anschlagring 5 gebildet, der ausserdem das linke Ende eines ersten SteuerZylinders 6 darstellt, und diese Ausbildung ist der einfachen Herstellung wegen gewählt. Der Steuerzylinder 6 zeigt einen ringförmig auf der Hülse 8 ausgebildeten Kolben 7» der passend auf der Kolbenstange 3 gleitbar angeordnet ist·

Der Kanal 14 ist mit einer Verbindung zu einer Druckmittelquelle unter konstantem Druck ausgestattet, der die Hülse derart beaufschlagt, dass sie die in der Zeichnung veranschaulichte Lage einnimmt und in der eine positive kraftschlüssige Anlage für den Betätigungskolben 1 in seiner mittleren oder "neutralen" Lage gewährleistet ist.

Die Kolbenstange 3 erstreckt sich durch den Zylinder 2 und bildet einen Pass-Sitz als Stössel 9 in einem zweiten Steuerzylinder 10. Der Kanal 11 ist zur Verbindung mit der erwähnten Druckmittelquelle unter konstantem Druck vorgesehen, wodurch der Kolben 1 gezwungen wird, mit dem Ende der Hülse 8 in Kontakt zu treten.

Die dem Flüssigkeitsdruck ausgesetzte Kingfläche des Kolbens 7 im Zylinder 6 ist grosser als die fläche des Endes des Stössels 9 im Zylinder 10, und hierdurch w±d der Kolben 7 gegen den Anschlagring 5 entgegen dem Druck im Zylinder 10 gehalten, und der Kolben 1 ist auf diese Weise in seiner "neutralen" Lage gehalten.

Die Kanäle 12 und 13 sind mit Verbindungen zu einem Dreilagen-Ventil oder einer anderen Einrichtung ausgestattet, durch weldie

cne/Druckflüssigkeit zur einen oder anderen Seite des Kolbens 1 gelenkt wird, um die Verbindungsstange in eine ihrer Extremlagen zu bewegen, während, wenn die Kanäle 12 und 13 beide von der Druckmittelquelle getrennt sind und die Flüssigkeit vor dem Kolben d&fojeichen kann, der Kolben immer in seine "neutrale" Lage durch die "Wirkung des konstanten Druckes in den Steuerzylindern zurückkehrt.

In der in Figur 1 veranschaulichten Konstruktion ist die Ringflache des Kolbens 7 gleich der !Fläche der linken Seite des Betätigungskorbens 1 und daher wird, wenn Flüssigkeit gleichen Druckes "bzw. von der einen konstanten Druck liefernden Druckmittelquelle durch die Bohrung 12 eingeleitet wird, der Druck im Zylinder 6 ausgeglichen sein, und der Kolben 1 "bewegt sich nach redhts unter der Wirkung des Druckes im Zylinder 10. In "beiden Fällen ist die Fläche rechts des Kolbens 1 gleich der Kingflache des Kolbens 7, die, wie erwähnt, grosser als die Fläche des Stössels 9 ist, und daher bewegt sich der Kolben nach links, wenn die Flüssigkeit durch den Kanal 13 mit einem Druck eingeleitet wird, der dem konstanten Druck der Druckmittelquelle entspricht.

In der in Figur 2 veranschaulichten Ausfü-hrungsform arbeitet der Kolben 1 in den beiden Hülsen 8 und 8a mit den ringförmigen Kolben 7 und 7a-, wobei der Kolben 1 mit einem Anschlagring 15 ausgebildet ist, der mit dem Ansatz oder Anschlagring 5 in der Wandung des Zylinder 2, 2a übereinstimmt, wenn er sich in seiner Mittellage befindet. Der Ringraum zwischen den Anschlagringen 15 und 5 wird durch den Kanal 16 entlüftet, so dass die Flüssigkeit zwischen den Kolben 7 und 7a entweichen kann, wenn sie sich relativ aufeinander zubewegen, oder damit sie einfliessen kann, wenn die Kolben sich voneinander *egbewegen.

Wenn die Druckflüssigkeit beide Kanäle 12 und I3 beaufschlagt, bewegen sich die Kolben 7 "un<3. 7a in Kontakt miteinander oder sie werden miteinander in Kontakt gehalten in Abhängigkeit von ihren vorangegangenen Lagen zu dem Ansatz oder Anschlagring 5» wobei der Kolben 1 sich zu der Mittellage bewegt oder ihn dort selbst hält, wie das der Fall sein kann. Wenn nun der Druck im Kanal 12 beispielsweise unterbrochen wird und der Kanal ist ent-

lüftet, wirkt der Druck durch den Kanal 13 auf das rechte Ende des Kolbens 1, der sich als Folge hiervon nach links im vollen möglichen Ausmaß bewegt, wobei er den Kolben 7 mitnimmt.

Wenn der Druck durch den Kanal 12 wiederhergestellt ist, bewegen sich beide Kolben 1 und 7 nach rechts bis die Zwischenlage erreicht ist. Der Kolben 7 wird durch den Ansatz oder Anschlagring 5 gehalten, und da der Kaum auf der linken Seite durch die Flüssigkeit beaufschlagt wird, steht das Ende des Kolbens 1 allein, und auf der rechten Seite des Kolbens 7a ebenso wie auf der des Kolbens 1 kommt der Kolben 1 genau in seiner Zwischenlage zur Ruhe.

Bei der Ausführungsform nach Figur 2 sind nur zwei Einlasskanäle erforderlich, und beide führen Flüssigkeit mit gleichem Druck zu.

Die Ausführungsform nach Figur J sieht gleichfalls drei Positionen vor. Ohne Flüssigkeitsdruck beaufschlagen die Federn 17 und 17a die Kolben und die Hülsen 7 "und 7& sowie 8 und 8a, so dass die Mitte bewegt wird, wo sie gegen ihre Anschlagringe 5 und 5a zur An^e kommen, wodurch der Kolben 1 bis zu einer in positivem Sinne festgelegten Zwischenposition gelangt, wie sie in Figur $ veranschaulicht ist. Die Anschlagringe 5 und 5a werden vorzugsweise mit Kanälen 12 und 1J ausgestattet, durch die Flüssigkeit abwechselnd eingeleitet werden kann, um den Kolben 1 entgegen der Wirkung der Federn nach rechts oder links zu bewegen, bis er an den Anschlagringen 5 oder 5a anschlägt· Die Entlastungsbohrungen 16 und 16a sind für den Austritt und das Einströmen der die Federn umgebenden Flüssigkeit vorgesehen.

Diese Anordnung zeigt den Vorteil, dass für den Fall, dass der Flüssigkeitsdruck ausfallen sollte, die Betätigungsvorrichtung automatisch in ihre ^ittellage zurückkehrt.

Figur 4 ieigt eine Ausführungsform, bei welcher der Kolben 1 veranlasst werden kann, irgendeine der fünf alternativen Positionen einzunehmen. Diese Ausführung ist eine Erweiterung mit Merkmalen nach der Ausfuhrungsform gemäss Figur 1, bei welcher ©in konstanter Druck dush die Kanäle 11 und 14 auf die Zylinder 10 und 6 wirkt, und demzufolge wird der Kolben 1 in seine in Figur 4 veranschaulichte Zwischenlage durch die geringere auf den Stössel 5 wirkende Kraft verbracht, welche den Kolben 1 gegen den Anschlag durch die Hülsen 8 und 8b hält, während die grössere auf den Kolben 7 wirkende Kraft ihn gegen den Anschlagring 5 hält.

Unter diesen Verhältnissen, wobei die Flüssigkeit in den Zylinder 2 durch den Kanal 12 gelangt, wird der Kolben 1 nach rechts in eine erste Lage bewegt, in der der Kolben 7& am Anschlagring 5a zur Anlage kommt, während, wenn die Flüssigkeit durch den Kanal 12a dringt, der Kolbennach rechts in eine zweite Position bewegt wird, in der der Kolben 1 am Anschlagring 5b zur Anlage kommt·

Wenn unter diesen Bedingungen die Flüssigkeit durch den Kanal 13 geleitet wird, wird alternativ der Kolben 1 nach links in eine erste Position bewegt, in der der Kolben 7b am Anschlagring 5b zur Anlage kommt, während, wenn die Flüssigkeit durch den Kanal 13a geleitet wird, der Kolben 1 nach links in eine zweite Lage bewegt wird, in der er am Anschlagring 5a zur Anlage kommt.

In der in Iigur 5 veranschaulichten Ausführungsform wird ein konstanter Druck auf den Zyliufler 10 durch den Kanal 11 geleitet, wobei hierdurch der Kolben 1 gegen den Anschlagring 5& gehalten wird, wenn kein Druck durch die Kanäle 14, 13, und 13a geleitet wird. Wenn der Druck durch den Kanal 14 geführt wird, wirkt er auf den Kolben 7» dessen wirksame Kolbenfläche grosser ist als auf der linken Seite des Kolbens 1, und auf diese Weise bewegt sich der Kolben 1 nach links bis der Kolben 7 am Anschlagring 5 zur Anlage kommt, wobei er seine erste Lage einnimmt·

Wenn der flüssigkeitsdruck durch den Kanal 13 geleitet wird, wirkt §r auf den Kolben 7, so dass der Kolben 1 sich weiter nach links bewegt bis der Kolben 7b am Anschlagring 5b aur Anlage kommt, wobei er seine aweite Lage einnimmt. Wenn der Druck durch den Kanal 1Ja geleitet wird, wirkt er auf den Kolben 1 und bewegt diesen in seine dritte Lage am Ende des Zylinders 10·

Während bei den Ausführungsformen nach den !Figuren 1, 3 und 4 der Kolben eine Zwischenlage einnimmt, wenn Druckflüssigkeit nicht durch das Steuerventil vorgesehen ist, bewegt sich die Konstruktion nach Figur 5· ²^ einem Ende, wenn kein Druck durch das Steuerventil eingeleitet wird·

Es gibt keine Umstände, unter denen eine Einschränkung der Anwendungsmöglichkeit der neuerungsgemässen Vorrichtung erfolgen müsste· Sie kann Ijdraulisch oder pneumatisch gesteuert werden, und das den Druck in die entsprechenden Kanäle steuernde Ventil kann in herkömmlicher Weise oder an einem fernliegenden Punkt angeordnet sein. Die Grosse der Vorrichtung und der angewendete Druck können eingestellt werden, um irgend—

einen inneren Widerstand oder eine Teillast für eine "beliebige spezifische Operation zu überwinden. Das Endergebnis ist in jedem lalle, dass die Verbindungsstange mit vorherbestimmter Baft in irgendeine der vorgewählten Positionen bewegt wird.

Das Steuergetriebe kann mechanisch, hydraulisch, pneumatisch, elektrisch oder in irgendeiner anderen kraftbetätigten Weise

_Λ j -ι -T₁-W · _■_ j, τ. einfachen, zur Anwendung gelangen· Die ,Neuerung ist ausserdem bei vielen / Operationen anwendbar, wobei eine Genauigkeit gefordert wird, und sie ist auch bei öffentlichen !Bransportfahrzeugen, Förderern, Erdbewegungsmaschinen und bei anderen zahlreichen Fällen verwendbar. Die Neuerung kann ferner zur Steuerung eines Zahnradgetriebes bei anderen Inwendungsfallen verwendet werden, oder sie kann selbst die bewegende Kraft liefern, welche direkt zur Arbeitsleistung herangezogen wird. Der Neuerungsgedanke ist nicht auf die hier erwähnten Anwendungsfälle beschränkt.

Es soll hervorgehoben werden, dass die Beschreibung nur beispielhaften Charakter tragen soll und dass Einzelheiten der Neuerung durch den Fachmann ohne Abweichung vom Grundgedanken der Neuerung geändert werden können.

Claims

-Tl- SGHUIZAHSERÜGHE

1. druckmittel beaufschlagte Betätigungsvorrichtung, insbesondere für Zahnradgetriebe mit einem Zylinder, einem in diesem bewegbaren Betätigungskolben, einer mit dem Betätigungskolben fest verbundenen Kolbenstange und einem frei beweglichen entsprechend abgedichteten Anschlagkolben, dessen Hub durch einen Ansatz begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet , daß der Betätigungskolben (1) durch Druckmittel-beaufschlagung des Anschlagkorbens (7) und durch den Ansatz (5) zwangsläufig in seine Mittellage -· oder neutrale Lage bewegt angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anscflagkolben (7) mit einer Hülse (9) fest verbunden ist, die auf der KoIbenstauge (3) gleitbar angeordnet ist (Fig. 1).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagkolben (7) mit einer Hülse (8) fest verbunden ist, die auf den Betätigungskolben (1) gleitbar angeordnet ist (Fig. 2).

4-. Vorrichtung nach Anspruch 1-3» dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (5) für den Anschlagkolben (7) als Hing in der Aussenwand des Zylinders (2) angeordnet ist.

5» Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem als Hing ausgebildeten Ansatz (5) ein radialer Kanal (16) zur Zuführung des Druckmittels in den Zylinder (2) ausgebildet ist.

6· Vorrichtung nach einem der .Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schraubenfeder (17) zur Beaufschlagung des Anschlagkolbens (7) in Sichtung auf die Mittel- oder neutrale Lage um die Kolbenstange (3) zwischen einem Zylinderende und dem Anschlagkolben (7) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach .Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß auf mieder Seite des Betätigungskolbens (1) ein Anschlagkolben (7, 7a) mit einer Hülse (8, 8a) angeordnet ist·

8· Vorrichtung nach Anspruch 1 — 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Seite des Betätigungskolbens (1) mindestens zwei Anschlagkolben (7j 7b) mit Hülsen (8, 8b) angeordnet sind (Fig. 4 und 5).

9. Vorrichtung nach Anspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange an einem Ende als in einem Zylinder (10) wirkender Kolben (9) ausgebildet ist, dessen zur "Wirkung kommende Kolbenfläche kleiner als die zur ¥irkung kommende Kolbenfläche des auf der anderen Seite des Betätigungskolbens

(1) angeordneten Anschlagkolbens (7) ist,. QFig. 1).

10, Vorrichtung iBsh Anspruch 1-9» dadurch gekennzeichnet, daß Kanäle (12, 13) zum Druckmitteleinlass in den Zylinder

(2) vorgesehen sind.