DE2723935C2 - Vorrichtung zum Überwachen der Stellung des Stellgliedes eines hydraulischen Stellmotors - Google Patents

Description

ten Druckölmenge eine Rückmeldung zu erhalten. Diese Lösung ist jedoch wegen der notwendigerweise großen Auslegung der Strömungsmesser technisch aufwendig und führt zu ungenauen Ergebnissen, da die Kompressibilität des Drucköles nicht berücksichtigt -verden kann.

GemäS dem DE-Patent 25 49 394 wurde auch bereits vorgeschlagen, den die Verbindungsleitung zwischen der Druckleitung und der Rücklaufleitung steuernden Bauteil gegenüber dem Stellglied relativ verschiebbar auszubilden und die Verschiebbarkeit dieses Stellgliedes etwas größer als die sich während der Betriebszeit ergebenden Änderungen der Endstellung des Stellgliedes zu wählen. Diese Einrichtung ist besonders für Steolmotoren zur Betätigung von Ventilen geeignet, wobei ihr Arbeitskolben mit dem Ventilstößel direkt verbunden ist Durch die Relatiwerschiebbarkeit zwischen dem Stellglied und dem die Verbindungsleitung beherrschenden Bauteil ergibt sich eine Unabhängigkeit der Endstellungen des Ventilgliedes und des Stellgliedes.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der angegebenen Gattung zu schaffen, die ohne eine besondere Ausbildung des Stellmotors immer eine Stellungsanzeige gewährleistet, auch wenn das Stellglied irgendwo festsitzt

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst Durch die beanspruchten Maßnahmen wird erreicht, daß die Verbindungsleitung in jeder Sollstellung des Stellgliedes gesperrt ist und daß beim Klemmen oder Blockieren des Stellgliedes entweder in einer der Endstellungen oder aber in irgendeiner Zwischenstellung eine geringe Ölmenge durch die Ventilanordnung und die Drossel in der Verbindungsleitung strömt, die einen Differenzdruck in der in die Druckleitung eingeschalteten Anzeigevorrichtung hervorruft, welcher in einem Signalgeber umgewandelt wird. Die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung kann bei doppeltwirkenden Stellmotoren mit je einer Druckleitung und einer Rücklaufleitung sowie einer zum Gehäuse führenden Niederdruckleitung und auch bei einfach wirkenden Stellmotoren mit nur einer Druck- bzw. Rücklaufleitung und einer Niederdruckleitung eingesetzt werden.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 7.

im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

F i g. 1; 2 Blackdiagramme verschiedener hydraulischer Steueranlagen mit einem eingezeichneten Stellmotor und einer Vorrichtung zur Stellungsanzeige;

Fig.3 eine Ventilanordnung mit der verstellbaren Drossel im Längsschnitt;

F i g. 4 eine Anzeigevorrichtung im Axialschnitt;

Fig.5 die Anzeigevorrichtung nach F\g. 4 im Querschnitt;

F i g. 6 eine andere Ausführung der Ventilanordnung mit verstellbarer Drossel in Seitenansicht;

F i g. 7 eine andere Ausführung der Anzeigevorrichtung mit elektrischen Schaltern.

In den hydraulischen Steueranlagen nach F i g. 1 und 2 ist der Übersichtlichkeit halber nur ein hydraulischer Stellmotor dargestellt, dessen Stellglied, z. B. ein Kolben oder Schieber, ein Maschinenteil, z. B. eine Ventilspindel, betätigt

Bei der Steueranlage nach F i g. 1 wird Drucköl dem Stellmotor 1 durch eine Leitung 2 zugeführt Die ölzufuhr wird durch ein Umschaltventil 3 gesteuert welches in einer Druckleitung und einer Rücklauf leitung der Steueranlage angeschlossen ist Die Leitung 2 dient somit als Zuleitung und als Rücklaufleitung. In der in F i g. 1 dargestellten Stellung des Umschaltventils 3 wird der Stellmotor 1 mit Drucköl beaufschlagt Durch Umschalten des Ventils 3 wird die Leitung 2 mit der Rücklauf leitung der Anlage durchgeschaltet '

In der Regel umfaßt eine hydraulische Steueranlage eine Vielzahl von Stellmotoren 1 mit zügehörigen

ίο Umschaltventilen 3, die in relativ großem Abstand von den Stellmotoren, z. B. in einem gemeinsamen Steuerpult, angeordnet sein können. Eine Steueranlage unifaßt ferner eine für mehrere Stellmotoren gemeinsame Niederdruckleitung 4, durch die den Motorgehäusen

is Niederdrucköl als Korrosionsschutz zugeführt wird, um sie unter einem gewissen Oberdruck zu halten. Diese Niederdruckleitung kann eine Ringleitung sein.

Zur Rückmeldung der Stellung des Stellgliedes oder des Arbeitszustandes des Stellmotors zum gemeinsamen Steuerpult ist zwischen der Leitung 2 und der Niederdruckleitung 4 eine Verbindungsleitung mit einer Ventilanordnung 5 mit verstellbarer Drossel vorgesehen. Diese Ventilanordnung 5 ist geschlossen, wenn das Stellglied sich in der einen oder anderen Endlage befindet und die Leitung 2 mit Arbeitsdruck beaufschlagt bzw. drucklos ist Wenn bei ganz ausgefahrenem Stellglied die Leitung 2 drucklos ist oder bei ganz eingefahrenem Stellglied die Leitung 2 mit Arbeitsdruck beaufschlagt ist sowie in jeder Zwischenstellung des Stellgliedes ist die Ventilanordnung 5 geöffnet so daß eine geringe Druckölmenge aus der Leitung 2 durch die Drossel zur Niederdruckleitung 4 fließen kann. Dieser Druckölfluß betätigt eine Anzeigevorrichtung, die in die Leitung 2 im Abstand vom Stellmotor 1, z.B. am gemeinsamen Steuerpult eingeschaltet ist.

Bei der Anlage nach F i g. 2 erfolgt die Zuleitung von Drucköl zu einem Stellmotor 1' über separate Leitungen 8 und 9 durch Betätigung eines Umschaltventils 10, und zwar wird die eine Leitung 8 oder 9 mit Drucköl beaufschlagt und die andere Leitung 9 bzw. 8 mit der Rücklaufleitung der Anlage verbunden. Bei dieser Anlage verbindet die Ventilanordnung die Niederdruckleitung 4 mit der Leitung 8, in der auch die Anzeigevorrichtung 6 angeordnet ist

Gemäß F i g. 3 weist die Ventilanordnung 5 ein mit dem Stellglied des Stellmotors gekoppeltes Betätigungsglied auf. Im Ventilgehäuse U sind Anschlüsse 12, 13 für die Leitungen 2,8 und für die Niederdruckleitung 4 sowie eine axiale zylindrische Sackbohrung 14

so ausgebildet in der ein hohlzylindrischer Einsatz 15 und eine Stirnbuchse 16 angeordnet sind. Der Einsatz 15 bildet eine Kammer 17, in der ein Absatz 18 für den Ringflansch 20 einer Ventilbuchse 21 und ein Absatz 19 für eine Ringscheibe 22 vorgesehen sind. Eine

Druckfeder 23 befindet sich zwischen der Ringscheibe

22 und einem Ventilglied 24, das mit einem Ventilsitz an dem in Fig.3 rechten Ende der in den Einsatz 15 eingeschraubten Ventilbuchse 21 zusammenwirkt

Der Raum 25 zwischen dem Absatz 18 des Einsatzes

eo 15 und der Stirnbuchse 16 ist mit dem Anschluß 13 für die Niederdruckleitung 4 über Kanäle 26 verbunden, die im Einsatz 15 in Höhe des Ringflansches 20 der

Ventilbuchse 21 ausgebildet sind. An ihrem anderen Ende steht die Kammer 17 über

Kanüle 27 mit dem Anschluß 12 für die Leitung 2 in Verbindung. In einer verengten Verlängerung 28 der axialen Sackbohmng 14 hinter dem Einsatz 15 ist ein Strömungsregler vorgesehen, dessen Schieber 29 in die

- Kammer 17 hineinragt und einen Axialkanal 30 aufweist, der durch Querkanäle 32 mit den Kanälen 27 und dem Anschluß 12 sowie Ober eine Drosselbohrung 33 mit der Kammer 17 verbunden ist Die Stellung des Schiebers 29 und damit die Steuerung des Durchflusses vom Anschluß 12 zur Kammer 17 ist vom Querschnitt der Drosselbohrung 33 und von der Kraft einer zwischen zwei Druckscheiben 35 und 36 angebrachten Feder 34 abhängig, da nur dann öl durch die Drosselbohrung 33 fließen kann, wenn ein Differenzdruck anliegt Ein solcher Differenzdruck wirkt auch auf die Stirnflächen des Schiebers 29. Wenn der Differenzdruck größer als die Federkraft ist, bewegt sich der Schieber 29 in Richtung des geringeren Drucks und reduziert dadurch den Durchflußquerschnitt in den Querkanälen 37,32 auf einen der Federkraft entsprechenden Wert Die Durchflußmenge ist a'so nicht abhängig vom Druck in der Kammer 17, sondern nur vom Differenzdruck an der Drosselbohrung 33 und ihrem Querschnitt Da der Differenzdruck klein ist, z. B. 20 N/cm² beträgt kann der Querschnitt der Drosselbohrung 33 relativ groß gewählt werden, wodurch die Gefahr von Störungen durch Verunreinigungen beseitigt wird. Sobald der Durchfluß durch die Drosselbohrung 33 aufhört, bewegt sich der Schieber 29 in eine Zwischenstellung. Durch die Schieberbewegungen ergibt sich ein Selbstreinigungseffekt, falls Schmutz in das Kanalsystem hineingeraten sein sollte. Zusätzlich bewirkt der geringe Differenzdruck an der Drosselbohrung 33, daß die Strömungsgeschwindigkeit fast unabhängig davon ist ob die Strömung vom hohen Arbeitsdruck zum Niederdruck oder vom Niederdruck zum Atmosphärendruck gerichtet ist

Die Stirnbuchse 16 hat eine axiale Bohrung 38 mit einem Absatz 39 für die Anlage eines Ringbundes 40 an einem federbelasteten Druckstift 41, dessen verdicktes Endteil 42 aus dem Ventilgehäuse 11 herausragt Zwischen dem Ringbund 40 und dem Ringflansch 20 der Ventilbuchse 21 ist eine Belastungsfeder 43 eingespannt An einem schmaleren Teil 44 des Druckstiftes 41 ist ein Ventilglied 45 angeordnet auf das eine sich am Ringbund 40 abstoßende Feder 46 einwirkt Das Ventilglied 45 dient zum Verschließen einer axialen Durchgangsbohrung 47 in der Ventilbuchse 21.

Das federbelastete Ventil 24 bildet zusammen mit der Ventilbuchse 21 ein erstes Rückschlagventil, welches sowohl von der Feder 23 als auch von einem eventuellen Öldruck in der Kammer 17 in Schließrichtung belastet wird. Das Ventilglied 24 erstreckt sich mit einem Stößel in die Durchflußbohrung 47 hinein, wobei das freie Stößelende eine Anlage für den Druckstift 41 bildet, so daß bei axialer Verschiebung des Druckstiftes 41 in F i g. 3 nach rechts das Ventilglied 24 gegen die Kraft der Feder 33 aus der Schließstellung heraus bewegt wird. Der Endteil 42 des Druckstiftes 41 befindet sich in Anlage an einem Betätigungsglied in Form einer Kurvenstange 50, welche sich synchron mit dem Stellglied des Stellmotors 1 bewegt und gegeneinander versetzte Anlageflächen 51, 52 und 53 aufweist, die jeweils einer Endstellung sowie Zwischenstellung des Stellgliedes entsprechen. Abhängig von der Ausgestaltung des Stellgliedes kann das Betätigungsglied auch anders ausgebildet sein, z. B. die Form einer Kurvenscheibe haben.

In der in F i g. 3 gezeigten Stellung der Kurvenstange 50 ist der Stellmotor 1 fiber das Umschaltventil 3 bzw. 10 mit Drucköl beaufschlagt, so daß sein Stellglied in einer Endstellung steht In dieser Stellung der Kurvenstange 50 befindet sich der in Richtung Kurvenstange federbelastete Druckstift 41 in einem Abstand vom Ende des Stößels 48 des Ventilgliedes 24, so daß das federbelastete Ventilglied 24 den Durchfluß von der Kammer 17 zum Raum 25 und somit vom Anschluß 12 zum Anschluß 13 sperrt

Wird das Umschaltventil 3 bzw. 10 betätigt um den Stellmotor einzuschalten, dann beginnt Drucköl vom Stellmotor zur Rücklaufleitung zu fließen. Im Gleichtakt

to damit beginnt sich das Stellglied in Richtung seiner anderen Endstellung zu bewegen. Hierdurch wird die Kurvenstange 50 in F i g. 3 nach unten verschoben, so daß der Druckstift 41 beim Übergang zur Kurvenfläche 53 ein Stück in die Ventilbuchse 21 hineinbewegt wird und über den Stößel 48 dasVentilglied 24 von seinem Sitz abhebt Dadurch öffnet das Ventil, ohne daß das andere Ventiiglied 45 in dieser Stellung des Druckstiftes

41 die andere öffnung der Durchgangsbohrung 47 in der Ventilbuchse 21 verschließt Dadurch kann eine geringe

ölmenge zwischen den Anschlüssen 12 und 13 strömen.

Wenn das Stellglied 1 danach in die andere Endstellung gelangt dann gelangt die Anlagefläche 52

mit dem Endteil 42 des Druckstiftes 41 in Eingriff. Der

Druckstift 41 verschiebt das Ventilglied 24 weiter in

Öffnungsrichtung. Gleichzeitig wird die dem Raum 25 zugekehrte öffnung der Durchgangsbohrung 47 durch das federbelastete Ventilglied 45 geschlossen. In dieser Situation ist der Öldruck in der Arbeitsdruckleitung und damit in der Kammer 17 auf Null abgesunken, während im Raum 25 der Gehäuse-Niederdruck herrscht Da das Ventil durch das Ventilglied 45 geschlossen ist kann kein öl vom Raum 25 in die Kammer 17 fließen.

Wird das Umschaltventil 3 bzw. 10 wieder in die Öffnungsstellung umgeschaltet und damit der Stellmotor 1 mit Druck beaufschlagt dann bewegt sich sein Stellglied in die erste Endstellung zurück und nimmt die Kurvenstange 50 in F i g. 3 nach oben mit Der Endteil

42 des Druckstiftes 1 gelangt mit der Anlagefläche 53 in Eingriff und bei dieser Bewegung öffnet das Ventilglied 45 die Durchflußbohrung 47, ohne daß das Ventilglied 24 auf der anderen Seite die Bohrung 47 wieder verschließt, so daß infolge des herrschenden Arbeitsdruckes in der Druckölleitung eine geringe ölmenge vom Anschluß 12 durch den Arbeitszylinder 17 zum Raum 25 und zum Anschluß 13 fließt Sobald das Stellglied wieder in seine erste Endstellung zurückgekehrt ist hat sich der Druckstift 41 wieder vom Stößel 48 getrennt und das Ventilglied 24 verschließt die Durchflußbohrung 47 und sperrt somit den ölfluß vom

so Anschluß 12 zum Anschluß 13.

Wenn das Umschaltventil 3 bzw. 10 in die Öffnungsstellung umgeschaltet und die Leitung 2 bzw. 8 mit Arbeitsdruck beaufschlagt wird, ohne daß die vom Stellmotor 1 entwickelte Kraft das Maschinenteil, z. B.

ein Ventil, verstellen kann und somit das Stellglied in seiner bisherigen Endstellung stehenbleibt, dann verbleibt auch die Kurvenstange 50 mit ihrer Anlagefläche 52 in Eingriff mit dem Endteil 42 des Druckstiftes. Das Ventilglied 24 bleibt somit vom Sitz abgehoben und der Arbeitsdruck in der Kammer 17 öffnet das sonst durch den Ventilkörper 45 geschlossene Ventil, so daß eine geringe ölmenge aus der Kammer 17 zum Raum 25 und damit vom Anschluß 12 zum Anschluß 13 strömen kann. Infolgedessen wird bei blockiertem Stellmotor eine

geringe olströmung in der Druckölleitung erzielt die die Anzeigevorrichtung 6 betätigen kann.

Wird das Umschaltventil 3 bzw. 10 geschlossen und die vom Stellmotor entwickelte Schließkraft reicht aus

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irgendeinem Grund nicht aus, um das Maschinenteil zu zu einem durch Aussparungen in der Zylinderwand und bewegen, dann bleibt auch das Stellglied und mit diesem im Hohlkolben 58 gebildeten Raum 66, der in der die Kurvenstange 50 in der dem geöffneten Stellmotor Kolbenstellung gemäß F i g. 4 durch Ringbunde 67, 68 entsprechenden Endstellung gemäß Fig.3 stehen, in an der Zylinderwand und am Hohlkolben 58 begrenzt

welcher sich der Druckstift 41 mit der Anlagefläche 51 5 wird. Über diesen Ringbunden 67, 68 befindet sich ein der Kurvenstange 50 im Eingriff befindet Der Stößel 48 durch Aussparungen in der Zylinderwand und im

ist vom Druckstift 41 getrennt und das Ventilglied 45 Hohlkolben gebildeter Raum 69, der durch achsparallele

von seinem Sitz abgehoben, so daß eine geringe Kanäle 70 in einem Ringbund der Zylinderwand mit

ölmenge von dem mit der Niederdruckleitung verbun- einem die Belastungsfeder 59 umgebenden Raum 71 in

denen Raum 25 zur Kammer 17 strömt weil der 10 Verbindung steht Durch Bohrungen 72 zwischen dem

Niederdruck im Raum 25 ausreicht um das Ventilglied Gehäuse und dem Anlagering 62 für die Druckscheibe

24 in seine Öffnungsstellung zu bewegen. Der 60 ist der Raum 71 mit dem Anschluß 56 verbunden.

Arbeitsdruck ist auf Null abgesunken, weil die Eine zentrale Blindblohrung 73 im Hohlkolben 58 ist Druckleitung mit der Rücklaufleitung verbunden ist unten durch Kanäle 74 mit dem Raum 66 verbunden und Auch in dieser zweiten Situation mit blockiertem 15 oben durch einen Pfropfen 75 und einen Querstift 76 Stellmotor wird auf diese Weise eine ölströmung in der verschlossen, dessen Enden die Anlagen für den einen Druckieiiung erzielt die die Anzeigevorrichtung gemäß Drückring 50 der Belastungsfeder 59 bilden. In dieser F i g. 1 betätigt axialen Blindbohrung 73 ist ein Schieber 77 angeordnet, Bleibt schließlich das Stellglied des Stellmotors 1 aus der dem Schieber 29 in Fig. 3 entspricht In diesem

irgendeinem Grund in einer beliebigen Zwischenstel- 20 Schieber 77 ist ein Längskanal 78 über einen

lung stehen, so daß die Druckölströmung zum oder vom Drosselquerschnitt 79 mit dem unteren Teil der

Stellmotor 1 aufhört, dann wird auch in dieser Situation Blindbohrung 73 sowie durch korrespondierende

eine geringfügige Strömung durch die Ventilanordnung Querkanäle 80,81 im Schieber 77 und im Hohlkolben 78

aufrechterhalten, weil beide Ventilglieder 24 und 45 von mit dem Raum 79 verbunden.

ihrem Sitz abgehoben sind und damit die Durchflußöff- 25 Wenn kein öl durch die Druckleitung und damit

nung 47 beidseitig offen ist Kommt während einer durch den Zylinder 55 fließt, steht der Hohlkolben 58 in

Öffnungsbewegung eine derartige Blockierung vor, der Ruhestellung nach F i g. 4, in welcher die gegenseiti-

dann fließt die geringe ölmenge vom Anschluß 12 für ge Anlage der Ringbunde 67 und 68 den ölfluß zwischen

die Arbeitsdruckleitung zum Anschluß 13 für die den Räumen 66 und 69 sperrt Diese Situation liegt vor,

Niederdruckleitung und tritt die Blockierung während 30 wenn nach beendeter Einstellung des Stellmotors die

der Schließbewegung auf, dann ist die Strömungsrich- Druckölleitung unter vollem Arbeitsdruck steht und

tung umgekehrt wenn die Leitung drucklos ist Besteht aber eine

Diese zu Anzeigezwecken dienende ölströmung ölströmung in der einen oder anderen Richtung, dann

kann nicht n:ir durch die in Fig.3 dargestellte wird der Hohlkolben 58 gegen die Kraft der

Ausführung der Ventilanordnung direkt am Stellmotor 35 Belastungsfeder 59 in der einen oder anderen Richtung

erreicht werden. Wesentlich ist lediglich die Möglichkeit aus der Ruhestellung herausbewegt und öffnet damit

einer Betätigung der Ventilanordnung mit federbelaste- den öldurchtritt zwischen den Räumen 66 und 69, so

ten Ventilgliedern 24 und 45 in Abhängigkeit von der daß das öl durch die Kanäle 65, die Räume 66, 69, die

Stellung des Stellgliedes, was auch auf andere Weise als Kanäle 70, den Raum 71 und die Kanäle 72 ungehindert

durch direkten Kontakt gemäß F i g. 3 erzielt werden 40 durch den Zylinder 55 hindurchfließen kann. Sobald die

kann. Ferner braucht die die Kurzschlußströmung Strömung wieder aufhört, kehrt der Hohlkolben 58

regelnde Ventilanordnung nicht mit dem Drosselschie- unter dem Einfluß der Belastungsfeder 59 in die

ber zusammengebaut zu sein, der die beim Kurzschluß Ruhestellung nach F i g. 4 zurück. Der Schieber 77

strömende ölmenge regelt bewirkt, daß selbst in der Ruhestellung, in welcher der

Die Anzeigevorrichtung 6 in F i g. 1 und 2 zur Anzeige 45 öldurchfluß zwischen den Räumen 66 und 69 unterbuneiner Kurzschlußströmung in der Ventilanordnung 5 den ist, eine kleine ölmenge durch das Anzeigeventil kann ein in die Leitung 2 bzw. 8 zwischen dem hindurchströmen kann. Der Drosselquerschnitt 79 ist Stellmotor 1 und dem Umschaltventil 3 bzw. 10 kleiner als der Drosselquerschnitt 33 im Schieber 19 der eingeschaltetes Anzeigeventil mit einem Zylinder in der Ventilanordnung 5. Daher kann die durch den Druckölleitung und einen darin verschiebbaren federbe- so Drosselquerschnitt 33 strömende ölmenge den Drossellasteten Schieber aufweisen. Wenn kein öl in der querschnitt 79 nicht passieren und verschiebt den Leitung 2 bzw 8 strömt, nimmt der Schieber, eine Hohlkolben 58 aus seiner Gleichgewichtsstellung. Der Ruhestellung ein. Sobald jedoch öl in der Druckleitung Schieber 77 des Anzeigeveniüs legt auf diese Weise in der einen oder anderen Richtung fließt, wird der einen Schwellwert für die Anzeigefunktion fest Dieser Schieber aus seiner Ruhelage bewegt .- .. 55 kann jedoch auch durch eine Drosselschraube in einem

In Fig.4 ist eine Ausführung eines derartigen Bypasskanal zwischen den Anschlüssen 56 und 57 Anzeigeventils gezeigt, in dessen Gehäuse 54 ein ' ersetzt werden, da zwischen diesen Bohrungen höch- Zylinder 55 ausgebildet ist, der an seinen Stirnseiten stens ein Differenzdruck herrschen kann, der von der

zwei Anschlüsse 56 und 57 für die Leitung 2 bzw. 8 Kraft der Belastungsfeder 59 bestimmt wird. Er kann

aufweist Im Zylinder 55 befindet sich ein federbelaste- 60 auch durch einen geeigneten Spielraum zwischen dem

ter Hohlkolben 58 und eine Feder 59, die zwischen zwei Hohlkolben 58 und dem Gehäuse 54 ersetzt werden.

Druckringen 60 und 61 eingespannt ist Der Druckring Wichtig ist nur, daß die durch den Drosselquerschnitt 33

60 stützt sich an einem mit dem Gehäuse 54 fest hindurchströmende ölmenge nicht vom einen Anschluß verbundenen Anlagering 62 und der andere Druckring zum anderen fließen kann, ohne den Hohlkolben 58 aus

61 an einer Schulter 63 des Hohlkolbens 58 und einem 65 seiner Gleichgewichtsstellung herauszubewegen. % ringförmigen Absatz 64 der Zylinderwand ab. Das öl Die Bewegung des Hohlkolbens 58 läßt sich zur strömt in Fig.4 von unten nach oben, und zwar vom direkten'visuellen Anzeige ausnutzen, indem der Anschluß 57 durch untere Kanäle 67 im Hohlkolben 58 Hohlkolben 58 mit einem außerhalb des Ventilgehäuses

54 angeordneten Zeiger verbunden wird, der sich synchron mit dem Hohlkolben in bezug auf eine Skala bewegt, auf der die Ruhestellung markiert ist Wenn der Stellmotor 1 entweder geöffnet oder geschlossen wird und die Druckölleitung mit Arbeitsdruck beaufschlagt s bzw. drucklos ist, steht der Zeiger in der Ruhestellung-Markierung. Sobald bei der Einstellung des Stellmotors oder bei einer Blockierung des Stellgliedes eine geringe KurzschluB-ölströmung durch die Ventilanordnung 5 und damit auch in der Leitung 2 bzw. 8 herrscht, bewegt sich der Zeiger aus der Ruhestellungs-Markierung heraus, so daß eine direkte visuelle Ablesung erfolgen kann.

Bei einer bevorzugten Ausführung wird die Bewegung des Hohlkolbens 58 aus seiner Ruhestellung zum ts Erhalt einer elektrischen Anzeige ausgenutzt, und zwar durch Vorsehen einss mit dem Hohlkolben 58 gekoppelten Betätigungsorgans für eine elektrische Anzeigevorrichtung. Bei einer solchen Ausführung gemäß F i g. 5 ist eine Spindel 83 in einer Bohrung 82 quer zum Zylinder 55 im Gehäuse 54 gelagert, die mit einem Arm 84 in den Hohlkolben 58 eingreift und verdreht wird, wenn sich der Hohlkolben in der einen oder anderen Richtung bewegt Diese Drehbewegung der Spindel 83 wird über ein an der Spindel befestigtes Schaltglied 85 zur Betätigung von Schaltern in einer elektrischen Anzeigeschaltung ausgenutzt, so daß Bewegungen des Hohlkolbens 58 aus seiner Ruhestellung gemäß F i g. 4 elektrisch angezeigt werden können.

Wie aus Fig.5 ersichtlich, ist die Spindel 83 außerdem axial verschiebbar und unter Federbelastung in der Bohrung 82 montiert Die Bohrung 82 steht mit dem Zylinder 55 im Strömungsverbindung. Ein verdickter Teil 86 der Spindel wird bei vollem Öldruck im Zylinder 55 derart beaufschlagt, daß sich die Spindel 83 gegen die Kraft einer zwischen zwei Druckscheiben 87 und 88 angeordneten Feder 89 axial verschiebt und ihr Schaltglied 85 einen zusätzlichen Schalter 90 betätigt, der ein Bauteil der elektrischen Anzeigeschaltung darstellt Herrscht kein Öldruck im Zylinder 55, nimmt die Spindel 83 unter der Einwirkung der Feder 89 die in F i g. S gezeigte Stellung ein, in welcher der Schalter 90 ausgeschaltet ist

Die elektrische Anzeigeschaltung kann so ausgelegt sein, daß die beim Drehen der Spindel 83 betätigten Schalter ein Blinkrelais aktivieren, an das eine Lampe angeschlossen ist und gleichzeitig den zusätzlichen Schalter 90 ausschalten, so daß die Lampe nicht leuchtet, wenn die Leitung drucklos ist und der Hohlkolben 58 seine Ruhestellung einnimmt Die Lampe leuchtet so jedoch kontinuierlich, wenn der Hohlkolben 68 bei geöffnetem Stellmotor und mit vollem Arbeitsdruck beaufschlagter Druckleitung in seinem anderer, stationären Zustand stellt Wenn die Spindel 83 von einer ölströmung durch das Anzeigeventil in die eine oder andere Richtung gedreht wird, blinkt die Lampe auf, so daß eine eindeutige elektrische Anzeige Ober den jeweiligen Betriebszustand des Stellmotors besteht Durch die Blinkdauer der Lampe kann festgestellt werden, ob der Stellmotor korrekt funktioniert oder ob das Stellglied möglicherweise festsitzt

In bestimmten hydraulischen Anlagen ist es erwünscht, daß der Stellmotor die von ihm betitigten Maschinenteile, z.B. Ventile oder Schieber, auch in Zwischenstellungen einstellt Die notwendige Anzahl an Zwischenstellungen ist meist vorgegeben und kann beispielsweise einer 10%igen Öffnung, einer 25%igen öffnung, einer 50%igen Öffnung, usw. des Schiebers oder Ventils zwischen den beiden Endstellungen des Stellgliedes entsprechen. Für diese Fälle kann die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung auf einfache Weise so modifiziert werden, daß auch die Zwischenstellungen des Stellgliedes angezeigt werden. Hierzu weist das Kurvenelement 103 gemäß Fig.6 mehrere Kerben 104 auf, die je einer Zwischenstellung zugeordnet sind, so daß der Druckstift 41 der Ventilanordnung 5 gemäß Fig.3 durch Einrücken in eine Aussparung 104 vom Stößel 48 am Ventilglied 24 freikommt und die Ventilanordnung 5 in den Zustand wie bei ganz geöffnetem Stellmotor versetzt wird. In diesem speziellen Fall ist zwar keine eindeutige Rückmeldung erreichbar, in welcher Zwischenstellung das Stellglied festgehalten wird, aber in den meisten Fällen besteht hierzu auch kein Bedarf, da eine erfahrene Bedienung entscheiden wird, welche Stellung der Stellmotor einnimmt

Zum Einstellen einer bestimmten Zwischenstellung kann der Stellmotor mit Hilfe des Umschaltventils über die gewünschte Zwischenstellung hinaus geöffnet und das Ventil anschließend in seine neutrale Stellung gebracht werden. Der Stellmotor bewegt sich dann ganz langsam im Schließsinn bis zur erstkommenden Zwischenstellung. Soll der Stellmotor weiter geschlossen werden, wird das Umschaltventil ganz kurz in die Schließstellung und dann wieder in die neutrale Stellung gebracht Der Stellmotor bewegt sich dann langsam im Schließsinn weiter, bis er die erstkommende Zwischenstellung erreicht hat Dieser Vorgang wird solange fortgesetzt, bis die gewünschte Zwischenstellung vom Stellglied eingenommen worden ist

In F i g. 7 ist eine Anzeigevorrichtung dargestellt, die direkt mit dem Umschaltventil 2 bzw. 10 zusammengebaut ist Dieses in einem Steuerventil installierte Umschaltventil 3 hat einen Bedienungshebel 105, der eine im Gehäuse 106 gelagerte und von einer Tellerfeder 107 über einen Laufring 108 und ein Nadellager 109 betätigte Spindel 110 verdreht, die mit einem Verteilergehäuse 11 fest verbunden ist Eine Stirnfläche dieses Verteilergehäuses 111 ist öldicht und drehbar an einer Verteilerscheibe 112 abgestützt, die mit einem am anderen Ende des Gehäuses 106 öldicht angeschraubten Krümmer 113 fest verbunden ist Der Krümmer 113 hat einen Anschluß 114 für die zum Stellmotor führende Druckleitung 2 sowie Bohrungen 115 und 116 für die Zuleitung von Drucköl und für den ölrücklauf durch weitere Rohrleitungen.

Durch Verdrehen des Bedienungshebels 105 aus der dargestellten Neutralstellung nach der einen oder anderen Seite kann die Arbeitsdruckleitung 115 bzw. die Rücklaufleitung 116 mit einem Kanal 117 durchgeschaltet werden, der sich durch die Verteilerscheibe 112 hindurch und ein Stück in das Verteilergehäuse 111 hinein erstreckt Wie bei der Anzeigevorrichtung nach Fig.4 begrenzt das Verteilergehäuse 111 einen Zylinder 118, in dem ein federbelasteter Hohlkolben 119 angeordnet ist, der dem Hohlkolben 58 in Fig.4 entspricht und der wie dieser eine axiale Blindbohrung nut einem federbelasteten Schieber 120 aufweist Wie bei der Ausführung nach Fig.4 steht der Hohlkolben 119 in Ruhestellung, wenn kein öl von der Druckleitung 115 zum Anschluß 114 oder vom Anschluß zur Rücklaufleitung 116 strömt Dabei ist ein Raum 121, der durch Querkanäle 122 mit dem Schieber 120 in Verbindung steht, von einem Raum 123 in der Spindel 110 getrennt, der durch Querkanäle 124 und über einen das Verteilergehäuse 111 umgebenden Raum 125 mit

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11 ^{Ζό yJ5} 12

dem Leitungsanschluß 114 verbunden ist In dieser Schaltstößel 132 mit Spielraum umschließenden Fest-Stellung des Hohlkolbens 119 kann durch den in ihm stellringen 139 und 140 und der andere O-Ring 138 an befindlichen Schieber 120 nur eine kleine ölmenge vom dem vom Kolben 134 betätigten Kopf des Schaltstößels Kanal 117 zum Raum 125 strömen. An dem dem anliegt

Bedienungshebel 105 zugekehrten Ende des Hohlkol- 5 Der den Schaltstößel 132 umgebende Raum zwischen

bens 119 ist eine Stange 126 mit einer Nut 127 an ihrem den beiden O-Ringen 137 und 138 steht Ober eine

freien Ende befestigt, in die in der dargestellten Querbohrung 141,142 im Zylinder 131 und im Gehäuse

Ruhestellung ein Schaltstift 128 für einen elektrischen 106 mit dem Raum 125 in Verbindung, so daß in diesem

Schalter 129 eingreift Zum hydraulischen Druckaus- Zwischenraum derselbe Öldruck wie im Raum 125

gleich ist auch am anderen Ende des Hohlkolbens 119 io herrscht

eine Stange 130 befestigt Wenn die Arbeitsdruckleitung Durch geeignete Einstellung des von der Feder 125 115 durch Verdrehen des Bedienungshebels 105 mit dem ausgeübten Druckes kann der Schaltstößel 132 bei Kanal 117 durchgeschaltet wird, bewegt sich der einem gegebenen Öldruck im Raum zwischen den Hohlkolben 119 aus der dargestellten Ruhestellung in beiden O-Ringen 137 und 138 und damit.bei einer Richtung des Bedienungshebels 105, wodurch die ·5 gegebenen Stellung des Stellgliedes den Schalter 133 Stange 126 über den Schaltstift 128 den elektrischen betätigen, da bei Stellmotoren, die unter Überwindung Schalter Ϊ29 betätigt Wird umgekehrt die RücklauRei- einer variablen Schiießkraft geöffnet werden, Proportung 116 mit dem Kanal 117 durchgeschaltet, dann tionalität zwischen der Stellung des Stellgliedes und bewegt sich der Hohlkolben 119 vom Bedienungshebel deni Öldruck in der Druckölleitung besteht Auf diese 105 weg, wodurch die Stange 126 ebenfalls über den 20 Weise ist eine positive elektrische Rückmeldung einer Schaltstift 128 den Schalter 129 betätigt Dieser Schalter Anzahl von Zwischenstellungen des Stellgliedes mögkann ein Blinkrelais aktivieren und eine Blinklampe lieh, die z. B. einer 50%igen öffnung, einer 25%igen einschalten, um eine Bewegung des Hohlkolbens 119 aus öffnung oder einer 10%igen öffnung des vom seiner Ruhestellung und eine Ölströmung durch das Stellmotor betätigten Ventils entsprechen.
Anzeigeventil anzuzeigen. Die dargestellte Anzeigevor- 25 Wenn die Ausführungsform nach F i g. 7 im Zusamrichtung weist eine Anzahl von Stellungs-Anzeigelam- menhang mit Stellmotoren mit nur zwei Endstellungen pen 143 auf, die der Anzahl der Zwischenstellungen des eingesetzt wird, dann ist nur ein öldruckschalter Stellgliedes entspricht Diese Lampen 143 werden durch notwendig.

entsprechende öldruckschalter eingeschaltet, die mit Die für die direkte Montage in einem Steuerpult

der Anzeigevorrichtung gekoppelt sind und von denen 30 bestimmte Ausführung nach F i g. 7 ist speziell für

einer in der Figur wiedergegeben ist Dieser Öldruck- Stellmotoren ausgelegt, die sich nur von einem einzigen

schalter umfaßt einen in einem Zylinder 131 bewegba- Bedienungs- oder Steuerpult aus bedienen lassen sollen,

ren Schaltstößel 132, der mit seinem einen Ende an den Im Gegensatz hierzu kann die in den F i g. 4 und 5

elektrischen Schalter 133 betätigen kann und auf dessen gezeigte Ausführung an jeder beliebigen Stelle zwi-

anderes Ende Ober einen Kolben 134 eine Feder 135 35 sehen dem Steuerpult und dem Stellmotor in die

einwirkt deren Federkraft z.B. mittels einer Innen- Druckölleitung eingeschaltet werden, so daß eine

Sechskantschraube 136 eingestellt werden kann. Der Betätigung der Stellmotoren auch von mehreren

Schaft des Schaltstößels 132 ist durch O-Ringe 137 und Bedienungs- und Steuerpulten aus erfolgen kann.
138 abgedichtet, von denen einer zwischen den

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2

_g , eine Rückmeldung zum Steuerpult fiber den jeweiligen

Patentansprüche: Betriebszustand jedes Stellmotors benötigt, die elek-

1. Vorrichtung zum Oberwachen der Stellung des frisch fiber Mikroschalter und Potentiometer oder Stellgliedes eines hydraulischen Stellmotors, beste- hydraulisch bzw. pneumatisch mittels Druckmindervenhend aus einem mit dem Stellglied gekoppelten s tilen vorgenommen werden kann. Diese Lösungen BetStigungsglied für eine Ventilanordnung, die erfordern jedoch zusätzliche Verbindungen in Form von zusammen mit einer Drossel in einer Verbindungs- elektrischen oder Druckmittel-Leitungen zwischen leitung zwischen der Arbeitsdruckleitung und einer jedem Stellmotor und dem Steuerpult, was besonders Niederdruckleitung angeordnet ist, und aus einer auf bei hydraulischen Großanlagra und weiten Entfernunden Durchfluß durch die Ventilanordnung anspre- to gen zwischen den Stellmotoren und dem Steuerpult chenden Anzeigevorrichtung, dadurch ge- einen hohen Aufwand erfordert
kennzeichnet, Aus der DE-OS 2264598 ist eine Vorrichtung der daß an jedem Ende des Durchflußkanals (Ventil- eingangs genannten Gattung bekannt, die bei einfachem buchse 21) der Ventilanordnung je ein federbelaste- konstruktiven Aufbau eine zuverlässige Anzeige von tes Ventilglied (24; 45) angeordnet ist; ts Zwischenstellungen des Arbeitskolbens eines hydraulidaß die Drossel (29,30,33) durch eine Drosselboh- sehen Stellmotors gewährleisten solL Zu diesem Zweck rung (33) und Verbindungskanäle (30,32) gebildet ist, ist in einer Verbindungsleitung ein Ventil eingeschaltet, die in einem federbelasteten und auf einen geringen das durch den Arbeitskolben des Stellmotors fiber eine D'fferenzdruck ansprechendet; Schieber (29) an- Nockenscheibe oder am Arbeitskolben angeordnete geordnet sind, und 20 Kerben betätigt wird. Ferner ist in der Druck- oder daß die in die Arbeitsdruckleitung (2; 8) eingeschal- Rücklaufleitung ein Strömungsmesser eingebaut, weitete Anzeigevorrichtung (6) einen mit einer Anzeige eher Änderungen der Strömungsgeschwindigkeit erfaßt (83,90; 143) gekoppelten federbelasteten Hohlkol- Durch das kurzzeitige öffnen des Ventils in der ben (58, 119) enthält, dem ein auf einen geringen jeweiligen Zwischenstellung des Arbeitskolbens wird in Differenzdruck ansprechender Drosselquerschnitt 25 der Druck- bzw. in der Rücklaufleitung ein Strömungs-(79) zugeordnet ist wobei dieser Drosselquerschnitt impuls erzeugt, der durch den Strömungsmesser erfaßt (79) kleiner als derjenige der Drosselbohrung (33) in und von einem Signalgeber registriert wird. Der der Drossel ist DrucköldurchfluB durch die Verbindungsleitung wird

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn· durch eine mit dem Arbeitskolben verbundene Nockenzeichnet, daß das eine Ventilglied (24) von einem 30 scheibe derart eingestellt, daß nur in einer bestimmten verschiebbaren Betätigungsorgan (41) gegen die Anzahl von Zwischenstellungen Strömungsimpule erFederkraft geöffnet werden kann, und daß das zeugt werden können, zu deren Registrierung der andere Ventilglied (45) auf diesem Betätigungsorgan Strömungsmesser in der Druck- oder der Rficklauflei-(41) verschiebbar angeordnet ist tung besonders ausgebildet sein muß. Ferner muß bei

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch 3s Wechselseitiger Beaufschlagung des Stellmotors die gekennzeichnet daß der Hohlkolben (58) zur Verbindungsleitung durch Rückschlagventile in einer direkten visuellen Anzeige aus der Anzeigevorrich- Art von Brückenschaltung gekoppelt werden, um eine tung (6) herausgeführt ist Gleichrichtung der von einer Fluidkammer abgegebe-

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ncn Strömungsimpulse zu erreichen,
gekennzeichnet, daß mit dem Hohlkolben (58) ein 40 Aus der DE-AS 22 37 244 ist eine Einrichtung zur elektrischer Signalgeber (83, 129) für die Anzeige Anzeige der Endstellungen eines Arbeitskolbens eines gekoppelt ist doppelt wirkenden hydraulischen Stellmotors bekannt

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch bei welcher eine Verbindungsleitung zwischen der gekennzeichnet, daß der Hohlkolben (58) eine Druck- und der Rücklaufleitung einen verkleinerten Spindel (83) verdreht, die gegen eine Feder axial 45 Strömungsquerschnitt aufweist Während der Stellbeverschiebbar in einer mit dem Arbeitsdruck wegung des Arbeitskolbens wird diese Verbindungsleibeaufschlagten Bohrung (82) angeordnet ist tung offen und in den Endstellungen des Arbeitskolbens

& Vorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher das geschlossen gehalten und ein Anzeigegerät in der

Betätigungsorgan durch vom Stellglied betätigte Druck- oder in der Rficklaufleitu.ig erfaßt den

Nocken gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, 50 Flüssigkeitsdurchfluß. Diese Einrichtung ist jedoch nur

daß jeder Nockenstellung des Betätigungsorgans zur Anzeige der beiden Endstellungen des Kolbens

(41) je ein auf die Anzeige (83, 143) wirkender geeignet und kann ebenso wie die oben genannten

Druckschalter zugeordnet ist Anzeigeeinrichtung beliebige Zwischenstellungen des

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Arbeitskolbens nicht erfassen. Gleiches gilt auch ffir ein

zeichnet daß der Drosselquerschnitt (97) in einem im 55 Stellungsanzeigegerät gemäß der DE-PS 22 51 999, bei

Hohlkolben angeordneten Ventilschieber (77) vor- welcher der Stellmotor in besonderer Weise ausgebildet

gesehen ist sein muß, weil die Verbindungsleitung zwischen der

Druck- und der Rücklaufleitung durch eine axiale

Durchgangsbohrung im Arbeitskolben des Stellmotors

60 gebildet wird, so daß dieses Gerät nur bei Auswechseln des gesamten Stellmotors in bereits bestehenden

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Überwa- Anlagen angewendet werden kann. Ferner lassen sich

chen der Stellung des Stellgliedes eines hydraulischen diese Anzeige-Vorrichtungen nur in Verbindung mit

Stellmotors der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 doppeltwirkenden Stellmotoren einsetzen, die je eine

angegebenen Gattung. 65 gesonderte Druckleitung und eine Rücklaufleitung

In hydraulischen Steueranlagen, deren Stellmotoren aufweisen.

von einem gemeinsamen Steuerpult aus über Rohrlei- Schließlich ist es aus der US-PS 36 82 196 bekannt,

tungen mit Drucköl beaufschlagt werden, wird häufig durch Messen der dem jeweiligen Stellmotor zugeführ-