DE2645583A1

DE2645583A1 - Anordnung zur erzeugung einer linear ansteigenden kraft

Info

Publication number: DE2645583A1
Application number: DE19762645583
Authority: DE
Inventors: Guenther Nahm
Original assignee: Herion Werke KG
Current assignee: Herion Werke KG
Priority date: 1976-10-08
Filing date: 1976-10-08
Publication date: 1978-04-13

Description

Anordnung zur Erzeugung einer linear ansteigenden Kraft
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erzeugung einer innerhalb einer gegebenen Zeit linear ansteigenden Kraft, z.B. am Kolben eines Hydraulikzylinders, der mit einem aus Motor und Pumpe bestehenden Hydraulikaggregat verbunden ist.
Bei Prüfmaschinen, z.B. bei Haftprüfgeräten, wird gefordert, daß der Kraftanstieg linear erfolgt und daß die Kraftanstiegsgeschwindigkeit möglichst stufenlos einstellbar ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß ein linearer Druckanstieg in einem Druckmittel, das den Kolben des Hydraulikzylinders beaufschlagt, ermöglicht wird.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß zwischen Hydraulikaggregat und Elydraulikzylinder ein Druckregelventil geschaltet ist, das durch einen Gleichstrom-PXegel-Magneten betätigbar ist, dessen Magnetkraft seinem Eingangsstrom bzw.
seiner Eingangsspannung proportional ist.
Zur Erregung des Magneten ist vorteilhafterweise eine Schaltung vorgesehen, die z.B. aus einem Integrator und einem diesem nachgeschalteten Verstärker aufgebaut ist und durch die eine linear ansteigende Spannung an den Regelmagneten des Druckregelventils anlegbar ist.
Vorzugsweise ist die elektronische Schaltung mit einem Zeiteinstellglied versehen, um die Anstiegsgeschwindigkeit der linear ansteigenden Spannung einzustellen.
Das Zeiteinstellglied kann beispielsweise ein Potentiometer sein.
Hierdurch wird erreicht, daß die Spannung innerhalb einer gegebenen Zeit von z.B. 5 bis 40 Sekunden linear auf einen Maximalwert ansteigt. Dies hat zur Folge, daß auch die Magnetkraft des Regelmagneten und damit der Druck des Hydraulikmediums innerhalb der eingestellten Zeit linear auf den maximalen Wert ansteigen.
Eine beispielsweise Ausführungsform wird anhand der Zeichnung erläutert, in der Fig. 1 schematisch eine erfindungsgemäße Anordnung zeigt.
Fig. 2 zeigt im Schnitt ein Druckregelventil.
Fig. 3 zeigt schematisch in Form eines Blockschaltbildes die elektronische Sdhaltung und ihre Verbindung mit dem Druckregelventil.
Die Anordnung 10 nach Fig. 1 besteht aus einem Elektromotor 12, mit dem eine Hydraulikpumpe 14 gekuppelt ist. Die Pumpe steht über eine Leitung 68 mit der in einem Tank 28 befindlichen Ilydraulikflüssigkeit in Verbindung, sowie über eine Leitung 16 mit einer Kammer 18 eines Zylinders 20, in der ein Kolben 22 axial beweglich angeordnet ist. Eine Kammer 24 unterhalb des Kolbens 22 steht über eine Leitung 26 mit dem Tank 28 in Verbindung.
Der Kolben 22 hat eine Kolbenstange, deren aus dem Zylinder 20 herausragendes Ende mit einer Einrichtung 30 zur Ausübung einer Zug- oder Druckkraft versehen ist, je nach Bewegungsrichtung des Kolbens 22 im Zylinder 20. Der letztere kann auf einen beliebigen geeigneten Gestell 32 angeordnet und abgestützt sein.
Von der Leitung 16 zweigt eine Leitung 34 ab, die zum Eingang eines Druckregeiventils 36 führt, dessen Ausgang über eine Leitung 38 mit dem Tank 28 verbunden ist.
In den Leitungen 16 und 26 liegt ein an sich bekanntes Wegeventil 40, mit dessen llilfe es möglich ist, die Leitungen 16 und 26 umzuschalten, d.h. entweder die Leitung 16 oder die Leitung 26 mit der Pumpe 14 zu verbinden, um auf diese Weise entweder der Kammer 18 oberhalb des Kolbens 22 oder der Kammer 24 unterhalb des Kolbens 22 das Druckmittel mit dem durch das Druckregelventil 36 eingestellten Druck zuzuführen. Die nicht mit Druck beaufschlagte Kammer (von den beiden Kammern 18, 24) ist dann mit dem Tank 28 verbunden.
Zur Druckanzeige ist am Zylinder 20 zweckmäßigerweise ein Manometer 70 angebaut.
Fig. 2 zeigt das Druckregelventil 36 in vereinfachter Bauweise im Schnitt.
Das Ventil besteht aus einem Gehäuse 42, das einen Einlaß 44 und einen Auslaß 46 aufweist. Der Einlaß 44 steht mit der Leitung 34 nach Fig. 1 in Verbindung, während der Auslaß 46 mit der Leitung 38 in Verbindung steht, die zurück zum Drucknlttelbehälter 28 führt.
Im Gehäuse 42 ist ein Ventilsitz 48 ausgebildet, mit dem ein z.13. kegelförmiger Ventilstößel 50 eines Ventilkolbens 52 zusammenwirkt, der, wie ncch erläutert wird, in der Lage ist, gegen die Kraft einer Druckfeder 54 die Öffnung des Ventilsitzes 48 mehr oder weniger weit zu öffnen bzw. zu schließen.
zur Gehäuse 42 ist z.B. über eine Zwischenplatte 58 ein Elektromagnet 60 mit einer Wicklung 56 angebaut, die über nicht näher gezeigte Verbindungsleitungen erregt wird.
Der Elektromagnet 60 ist ein Linearmagnet, d.h. ein Gleichstrom-Regelmagnet, dessen Nagnetkraft dem Eingangssrom bzw.
der Eingangsspannung proportional ist.
Der Ventilkolben 52 ist mit einem Ventilschaft 54 versehen, der z.B. mit dem Anker (nicht gezeigt) des Magneten 60 verbunden sein kann oder der selbst geeignet verlängert ist und den Anker des Magneten bildet, wie in der Zeichnung vereinfachend dargestellt ist.
In der in Fig. 2 dargestellten Position ist der Magnet nicht erregt. Wird der Magnet erregt, so wird der Ventilschaft 54 und damit der Ventilkolben 52 entsprechend der Stärke der Erregung gegen die Kraft der Druckfeder 54 nach links in Fig. 2 bewegt, wodurch der Durchströquerschnitt des Ventilsitzes 48 mehr oder weniger stark verringert wird. Hierdurch steigt der Druck des Druckmittels in der Leitung 34 und damit in der Leitung 16 nach Fig. 1 entsprechend an.
Fig. 3 zeigt schematisch ein Blockschaltbild des elektrischen Bausteines, der den Magneten des Druckregelventils 36 speist bzw. erregt.
Die Schaltung besteht aus einem Integrator 64, dessen Ausgangssignal in einem Verstärker 62 verstärkt und dann dem egekmagneten 56, 60 zugeführt wird.
Die Spannung,die der Integrator abgibt und die im Verstärker verstärkt wird, steigt linear an. Damit steigt auch die Kraft des Regelmagneten 56, 60 linear an und damit der Druck des Druckmittels in der Leitung 34 und in der Leitung 16.
Über das Wegeventil 40 kann, wie bereits gesagt, wahlweise die Kammer 18 oder die Kammer 24 des Zylinders 20 mit der Druckleitung 16 verbunden werden.
Wie Fig. 3 zeigt, ist die Schaltung ferner mit einem Zeiteinstellglied 66, z.B. einem Potentiometer versehen, das mit dem Integrator gekoppelt ist, wodurch es möglich wird, die Zeit, innerhalb der die vom Integrator gelieferte Spannung linear ansteigt, einzustellen.
Über den Linearmagneten und das Druckregelventil ist es damit möglich, die Anstiegsgeschwindigkeit des Druckes des Druckmediums und damit die Anstiegsgeschwindigkeit der Kraft am Kolben 22 einzustellen.
In einem praktischen Ausführungsbeispiel, auf das die Anmeldung selbstverständlich nicht beschränkt ist, kann der maximale Druck beispielsweise 60 bar betragen und die Zeit, innerhalb der die Kolbenkraft linear auf den maximalen Wert ansteigt, z.B. 5 bis 40 Sekunden.
Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht es somit, die Kraft des Kolbens 22 linear ansteigen zu lassen und die Kraftanstiegsgeschwindigkeit stufenlos einzustellen.
Die Anordnung eignet sich insbesondere für ein Haftprüfgerät, sie kann aber auch für beliebige andere hydraulische Prüfmaschinen verwendet werden, die eine Zugkraft oder eine Druckkraft ausüben sollen, die linear ansteigen soll und bei denen die Kraftanstiegsgeschwindigkeit regelbar sein soll. Leerseite

Claims

P a t e n t a n s p r ii c h e 1. Anordnung zur Erzeugung einer linear ansteigenden Kraft, z.B. am Kolben eines Ilydraulikzylinders, der mit einem aus Motor und Pumpe hestehenden llydraulikaggrecJat verbunden ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß zwischen Hydraulikaggregat (12, 14) und llydraulikzylinder (20, 22) ein Druckregelventil (36) geschaltet ist, das durch einen Cleichstrom-Regelmagneten (56, 60) betätigbar ist, dessen Magnetkraft seinem Eingangsstrom bzw. seiner Eingangsspannung proportional ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, wobei an den Regelmagneten eine Spannung über eine elektronische Schaltung anlegbar ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die elektronische Schaltung im wesentlichen aus einem Integrator (64) und einem Verstärker (66) aufgebaut ist.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch cr e k e n n -z e i c h n e t , daß die elektronische Schaltung mit einem Zeiteinstellglied (66) versehen ist, um die Anstiegsgeschwindigkeit der Magnetkraft stufenlos einzustellen.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Zeiteinstellglied ein Potentiometer ist.
5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß zwischen der Pumpe (14) und dem Zylinder {20) ein Wegeventil (40) geschaltet ist, um den Kolben (22) entweder auf der einen Seite oder auf der anderen Seite mit dem Druckmittel zu beaufschlagen.