DE4008792A1 - Antrieb fuer einen hydraulischen zylinder, insbesondere differentialzylinder - Google Patents
Antrieb fuer einen hydraulischen zylinder, insbesondere differentialzylinderInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Antrieb für einen hydraulischen
Zylinder, insbesondere einen Differentialzylinder gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Es ist häufig bei hydraulischen Antrieben erforderlich, daß
der Kolben eines hydraulischen Zylinders hydraulisch einge
spannt ist, das heißt, daß die Verschiebung des Kolbens ent
gegen einem hydraulischen Druck erfolgen soll, der in dem
Zylinderraum aufgebaut wird, aus dem bei Verschiebung des
Kolbens das Arbeitsmittel verdrängt wird. Bei derartigen
Antrieben ist es bekannt, das von einer Pumpe geförderte
Arbeitsmittel über ein Wegeventil in den einen Zylinderraum
zu führen und das aus dem anderen Zylinderraum verdrängte
Arbeitsmittel über das Wegeventil und einen Drosselquer
schnitt zum Tank zurückzuführen. An dem Drosselquerschnitt
läßt sich der gewünschte Gegendruck oder Vorspanndruck
einstellen.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin,
den Gegendruck in einer hiervon abweichenden Weise zu
erzeugen und einen Antrieb zu schaffen, bei dem der
Gegendruck weitgehend verlustfrei genau geregelt werden
kann.
Die genannte Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale
des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den
Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß sind somit zwei Verstellpumpen vorgesehen,
von denen die Fördermenge der mit dem Tank verbundenen Pumpe
beim Ausziehen der mit dem Kolben verbundenen Kolbenstange
etwas größer ist als das sich aus der Differenzfläche von
Kolben- und Ringfläche ergebende Volumen und etwas kleiner
ist, wenn beim Einziehen der Kolbenstange die Pumpe aus dem
Kolbenraum in den Tank zurückfördert. Auf diese Weise wird
von dieser Pumpe der Gegenhaltedruck aufgebaut.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung erfolgt die
Einstellung der Vorschubgeschwindigkeit der Kolbenstange
vom Fördervolumen der die beiden Zylinderräume verbindenden
Pumpe und die Einstellung des Einspanndruckes vom Förder
volumen der mit dem Tank verbundenen Pumpe. Auf diese Weise
ergibt sich ein Gesamtfördervolumen beider Pumpen, deren
Förderströme sich jeweils nach Vorzeichen addieren oder
subtrahieren. Damit lassen sich bei vorgegebener Vorschub
geschwindigkeit und Lastverhältnissen über die vorgegebenen
Sollwerte der Drücke und der Kolbenwirkfläche entsprechende
Antriebs- und Gegenhaltekräfte erzeugen. Die Regelung der
Pumpenverstelleinrichtungen führt somit zu einer Kraft
regelung.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand
der Zeichnung näher erläutert.
Die Figur zeigt eine schematische Darstellung des Antriebes
für einen Differentialzylinder.
In der Figur ist ein Differentialzylinder 1 mit einem
Kolben 2 mit Kolbenstange 2a, einem Kolbenraum 3 und einem
Ringraum 4 dargestellt. Der Kolbenraum 3 ist über eine
Leitung 5 mit einer ersten Verstellpumpe 6 verbunden, die an
einen Tank T angeschlossen ist. Die Einstellung des Verdrän
gungsvolumens der Verstellpumpe 6 erfolgt durch eine
bekannte Stelleinrichtung 7. Ferner ist an die Leitung 5
eine zweite Verstellpumpe 8 mit einer Verstelleinrichtung 9
angeschlossen, die über die Leitung 10 an den Ringraum 4 des
Differentialzylinders angeschlossen ist. Die Messung des
Druckes im Ringraum 4 erfolgt durch eine an die Leitung 10
angeschlossene Druckmeßeinrichtung 11, und eine Druckmeß
einrichtung 12 mißt den Druck im Kolbenraum 3. Beide Ver
stellpumpen 6 und 8 sind gemeinsam von einem Elektromotor 14
angetrieben. Die Geschwindigkeit des Kolbens 2 läßt sich an
einem Wegaufnehmer 16 messen.
Die Wirkungsweise ist folgende: Soll der Kolben 2 nach
rechts verschoben werden, also die Kolbenstange 2a ausge
zogen werden, so fördern beide Verstellpumpen 6 und 8
gemeinsam in die Leitung 5 und damit in den Kolbenraum 3.
Zum Aufbau eines Gegenhaltedruckes wird die Verstellpumpe 6
so eingestellt, daß sie aus dem Tank einen größeren Betrag
in den Kolbenraum fördert als sich aus der Differenzfläche
von Kolben- und Ringfläche ergibt. Damit wird einerseits eine
bestimmte Verstellgeschwindigkeit des Kolbens 2 durch das
Fördervolumen der Pumpe 8 erzielt und andererseits ergibt
sich aus dem etwas größeren Volumen des zugeführten Arbeits
mittels von der Pumpe 6 ein entsprechender Druckaufbau im
Ringraum 4.
Im umgekehrten Falle, wenn sich der Kolben 2 mit Kolben
stange 2a nach links in Richtung des Kolbenraumes 3 bewegt,
also die Kolbenstange eingezogen wird, wird die zweite
Verstellpumpe 8 so verschwenkt, daß sie Arbeitsmittel aus
dem Kolbenraum 3 in den Ringraum 4 fördert, während die aus
dem Kolbenraum 3 verdrängte Restmenge über die erste Ver
stellpumpe 6 zum Tank hin abgeführt wird. In diesem Fall
wird die Verstellpumpe 6 so eingestellt, daß sie etwas
weniger zum Tank fördert als sich normalerweise aus der
Differenz des von der zweiten Pumpe 8 aus dem Kolbenraum 3
zum Ringraum 4 geförderten Arbeitsmittelmenge ergibt. Die
Folge davon ist ebenfalls ein entsprechender Druckaufbau im
Kolbenraum 3. Durch den vorstehend geschilderten Antrieb
bleibt somit der Kolben 2 unabhängig von seiner Betäti
gungsrichtung auf beiden Seiten eingespannt. Dies erfolgt
dadurch, daß die Pumpe 6 so eingestellt wird, daß das zu-
und abzugeführende Volumen jeweils um einen bestimmten
Betrag größer ist als dies aufgrund der Differenzfläche von
Kolben und Ringfläche erforderlich wäre. Durch entsprechende
Dosierung dieser Fördermengendifferenz bei gleichzeitiger
Berücksichtigung der an Zylinder und Pumpen auftretenden
Leckagen, ergibt sich dann jeweils der gewünschte Gegen
haltedruck.
Selbstverständlich können in den Leitungen zwischen den
Pumpen 6 und 8 und dem Zylinder auch Ventile vorgesehen
sein, um die Pumpen je nach Anwendungsfall auch getrennt für
unterschiedliche Antriebe verwenden zu können. Als Beispiel
sei eine Spritzgießvorrichtung genannt, bei der das
Schließen der Formhälften mit der in der Figur darge
stellten Anordnung erfolgt, wobei der Zylinder 1 zur
Betätigung einer zu öffenenden bzw. zu schließenden Form
hälfte dient und das Schließen der Form gegen einen im
Ringraum 4 einzustellenden Gegenhaltedruck erfolgt. Zum
Öffnen der Form genügt es, den Ringraum 4 über die Pumpe 8
mit dem Tank zu verbinden, während das aus dem Kolbenraum 3
verdrängte Arbeitsmittel direkt zum Tank abgeführt wird. Die
hierzu erforderlichen Ventile sind in der Figur nicht
dargestellt.
Claims (5)
1. Antrieb für einen hydraulischen Zylinder,
insbesondere einen Differentialzylinder, mit einer Pumpe
zum Fördern von Arbeitsmittel aus einem Tank in den sich
vergrößernden Zylinderraum des Zylinders, wobei in dem aus
dem anderen Zylinderraum verdrängten Arbeitsmittel ein
Gegendruck in diesem Zylinderraum aufgebaut und der Kolben
hydraulisch eingespannt wird, dadurch gekennzeichnet, daß
beide Zylinderräume (3, 4) über eine Verstellpumpe (8) mit
einander verbunden sind und der größere Zylinderraum mit der
mit dem Tank verbundenen Verstellpumpe (6) verbunden ist.
2. Antrieb nach Anspruch 1 für einen Differential
zylinder, dadurch gekennzeichnet, daß beide Verstellpumpen
(6, 8) über eine gemeinsame Leitung an den Kolbenraum (3)
des Differentialzylinders angeschlossen sind und der
Ringraum (4) des Differentialzylinders an die zweite
Verstellpumpe (8) angeschlossen ist.
3. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß beide Verstellpumpen (6, 8) einen
gemeinsamen Antrieb (14) aufweisen.
4. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die jeweilige Fördermenge jeder
Pumpe (6, 8) so eingestellt wird, daß abhängig von einer
vorbestimmten Verstellgeschwindigkeit des Kolbens (2) beim
Ausziehen der mit dem Kolben verbundenen Kolbenstange 2a die
vom Tank (T) ansaugende Pumpe (6) ein Volumen fördert, das
etwas größer ist als das sich aus der Differenzfläche von
Kolben- und Ringfläche (A1, A2) ergebende Volumen bzw. etwas
kleiner ist, wenn beim Einziehen der Kolbenstange (2a) die
Pumpe aus dem Kolbenraum (3) in den Tank zurückfördert.
5. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Regelung der Vorschubgeschwindigkeit
der Kolbenstange (2a) im wesentlichen der Förderstrom der
Pumpe (8) und zur Regelung des Einspanndruckes der Förder
strom der Pumpe (6) verantwortlich ist.
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