DEM0026302MA - - Google Patents
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
Tag der Anmeldung: 2. März 1955 Bekaimtgeimacht am 6. September 1956
DEUTSCHES PATENTAMT
Bei hydraulischen Servomotorsteuerungen ist es bekannt, eine Abhängigkeit der Größe der gesteuerten
Bewegung von der Verstellung des SteueroTgans dadurch zu erzwingen, daß ein Rückführungsgestänge
vorgesehen wird. Solche mechanischen Gestänge können aber nur bei kleiner Entfernung
zwischen dem gesteuerten Maschinenteil und dem Steuerorgan vorgesehen werden. Bei
größeren Entfernungen ist deshalb bisher eine ίο Rückführung nicht angewandt worden.. Es besteht
daher in solchen Fällen der Nachteil, daß zwischen der Handvorsteuerung (dem Geber) und der ferngesteuerten
Hauptsteuerung (dem Empfänger) kein Gleichlauf vorhanden ist.
Es sind auch hydraulische Fernsteuerungen bekannt, bei denen der zu verstellende Teil über ein
sogenanntes hydraulisches Gestänge beeinflußt wird. Auf diese Weise ist dann zwar Gleichlauf
zwischen Geber und Empfänger vorhanden, jedoch ist in diesem Falle keine Kraftverstärkung vorhanden,
so daß sich eine solche Steuerung nur für die Übertragung verhältnismäßig kleiner Schaltkräfte
eignet.
Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Fernsteuerung, bei der ein in entgegengesetzten
Richtungen verstellbarer und nach dem Verdrängungsprinzip wirkender Servomotor, z. B. mit
einem Kolben, mittels eines Steuerschiebers wahl-
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weise in entgegengesetzten Richtungen mit Druckflüssigkeit
beaufschlagbar ist, und ist insbesondere für die Anwendung bei hydraulischen Pressen bestimmt.
Gemäß der Erfindung wird eine Rückführung des Steuerorgans in Abhängigkeit von der
Bewegung des gesteuerten Maschinenteiles dadurch erreicht, daß an den Geber ein Rückführantrieb
angeschlossen ist, der durch den Steuerschieber χ zugleich mit dem Servomotor auf entgegengesetzte
ίο Beaufschlagung umgeschaltet wird und der mit der
bei der Verstellung des Servomotors verdrängten Druckflüssigkeit betrieben wird. Vorteilhaft wird
dabei der Rückführantrieb zwischen die jeweilige Rückleitung des Servomotors und die Druckmittelabflußleitung
geschaltet. Eine einfache Bauart ergibt sich, wenn der Rückführantrieb als wechselseitig
Ijeaufschlagbarer Kolbenantrieb ausgeführt
wird. Das Gehäuse des Steuerschiebers kann als wechselseitig beaufschlagbarer Kolben ausgeführt
und in einem die Zu- und Ableitungen der Steuerung enthaltenden Gehäuse verschiebbar angeordnet
sein.
Die Erfindung sei an Hand der Zeichnungen, in denen zwei Ausführungsbeispiele dargestellt sind,
näher erläutert.
Eig. ι zeigt eine hydraulische Fernsteuerung,
bei der als Rückführantrieb ein parallel zu dem Steuerschieber angeordneter Kolbenantrieb vorgesehen
ist;
Fig. 2 stellt eine hydraulische Fernsteuerung dar, bei der das Gehäuse des Steuerschiebers selbst als
Kolben ausgebildet und in einem die Zu- und Ableitungen enthaltenden Gehäuse verschiebbar angeordnet
ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist in einem ortsfesten Lager 1 ein Schwenkhebel 2 gelagert, an dessen oberem Ende ein Handhebel 3 .
angeilenkt ist. Der Handhebel 3 steht über einen Lenker 4 mit einem Schieberkolben 5 in Verbindung,
der in einem mit Zu- und Ableitungen versehenen Gehäuse 6 verschiebbar ist. Unterhalb des
Steuerschiebers 5, 6 ist ein hydraulischer Zylinder 7 mit einem wechselseitig beaufschlagbaren Kolben 8
angeordnet. Der Kolben 8 steht über einen Lenker 9 mit dem schwenkbaren Hebel 2 in Verbindung. Als
Servomotor ist bai der dargestellten Anlage ein Zylinder 10 mit einem wechselseitig beaufschlagbaren
Kolben 11 vorgesehen.
Die Druckflüssigkeit wird der Steuerung mittels einer Pumpe 12 über eine an das Gehäuse 6 angeschlossene
Leitung 13 zugeführt. 14 ist eine Rückflußleitung, die an zwei Bohrungen des Gehäuses 6
angeschlossen ist. An weitere Bohrungen des Gehäuses 6 sind einerseits zwei Leitungen 15, 16 angeschlossen,
die zu den beiden Zylinderseiten des Rückführantriebes 7, 8 führen, und andererseits
zwei Leitungen 17, 18, die zu dem Servomotor 10,
11 führen. Die Anordnung der einzelnen Bohrungen des Gehäuses 6 in bezug auf die verschiedenen
Ringkanäle des Schieberkolben« 5 ist so getroffen, daß der Servomotor 10, 11 und der Rückführantrieb
7, 8 durch Verstellung des Schieberkolbens 5 jeweils derart in Reihe geschaltet werden.
daß die aus dem Servomotor 10, 11 zurückströmende
Flüssigkeit den Rückführantrieb 7, 8 beaufschlagt und die aus dem Zylinder 7 verdrängte
Flüssigkeit in die Rückflußleitung 14 gelangt. Die Wirkungsweise der beschriebenen Steuerung ist
folgende:
Soll der Kolben 11 des Empfängers in Pfeilrichtung nach links verstellt werden, so wird der
Handhebel 3 entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt und so. mittels des Lenkers 4 der Schieberkolben
5 . verstellt. Bei der Schwenkbewegung des Handhebels 3 dient das obere Ende des noch
stillstehenden Schwenkhebels 2 als Festpunkt. Die Verschiebung des Schieberkolbens 5 bewirkt, daß,
von der Pumpe 12 über die Leitung 13 zugeführte
Druckflüssigkeit durch den mittleren Ringkanal des Steuerschiebers 5, 6 in die Leitung 18 gelangt und 8c
so. auf die rechte Seite des Kolbens 11 wirkt. Durch
die Verschiebung des Schieberkolbens S wird zugleich durch den rechts befindlichen Ringkanal eine
Verbindung zwischen der Leitung 17 und der Leitung 15 hergestellt und so- die aus dem Zylinder 10
verdrängte Flüssigkeit auf die linke Seite des Kolbens 8 des Rückführantriebes gegeben. Zugleich ist
durch die Verschiebung des Schieberkolbens 5 über den links befindlichen Ringkanal eine Verbindung
zwischen der Leitung 16 und der Leitung 14 hergestellt,
so daß die aus dem Zylinder 7 verdrängte ' Flüssigkeit in die Rückflußleitung 14 gelangen
kann. Durch die von der Pumpe 12 geförderte Flüssigkeit wird also der Kolben 11 in der gewollten
Richtung verstellt.
Zugleich erfolgt über die aus dem Zylinder 10
verdrängte Flüssigkeit eine Verstellung des Kolbens 8 nach rechts. Dieser Kolben bewirkt mittels
des Lenkers 9 eine Schwenkung des Hebels 2 im Uhrzeigersinn um das Festlager 1, so daß der
Schwenkpunkt des Handhebels 3 nach rechts verlagert und so, wenn die Schräglage des geschwenkten
Handhebels 3 aufrechterhalten wird, ein Zurückschieben des Schieberkolbens 5 nach
rechts bewirkt wird. Auf diese Weise wird der vorher durch die Verschiebung des Schieberkolbens
5 eingeschaltete Flüssigkeitsstrom wieder ι unterbrochen und infolgedessen der Kolben 11 des
Empfängers stillgesetzt. Jeder Schwenklage des Handhebels 3 entspricht daher eine ganz bestimmte
Stellung des Empfängerkolbens 11.
Falls der Handhebel· 3 im Uhrzeigersinn ge^
schwenkt wird, erfolgt, wie an Hand der Fig. 1 leicht zu übersehen ist, eine entgegengesetzte Beaufschlagung
des Empfängers 10, 11 und zugleich auch des Rückführantriebes 7, 8. Auch in diesem
Falle tritt eine Rückführung entsprechend der vor- r beschriebenen Wirkung ein, so daß auch in diesem
Falle jeder Schrägstellung des Handhebels 3 eine . bestimmte Stellung des Empfängerkolbens 11 zugeordnet
ist.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist ein Handhebel 21 mittels einer Lasche 22 an einem Gehäuse
23 schwenkbar gelagert. Der Handhebel 21 dient dazu, einen Schieberkolben 24 zu verstellen,
der in einer Schieberhülse 25 verschiebbar geführt
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ist. Die Schieberhülse 25 weist in ihrem mittleren Teil größeren Durchmesser auf, so daß die so vorhandenen
bundartigen Stirnflächen 26, 27 als KoI-benflächen für die Rückführung der Schieberhülse
25 dienen können. An das Gehäuse 23 sind einerseits eine Pumpe 28 und zwei Rückflußleitungen
29, 30 und andererseits zwei Leitungen 31, 32 angeschlossen, die zu zwei Zylindern 33, 34 eines
Servomotors 35 führen, dessen abgesetzte Enden als Verdrängerkolben in die Zylinder 33, 34 hineinragen.
Die Wirkungsweise dieser Steuerung ist folgende: ·
Soll der Servomotor 35 nach rechts verstellt werden,
so wird der Handhebel 21 im Uhrzeigersinn geschwenkt und so der Schieberkolben 24 nach
links verschoben. Durch diese Verschiebung werden folgende Schaltungen durchgeführt: Die von der
Pumpe 28 geförderte Flüssigkeit, die durch einen Ringkanal 36 und Bohrungen 37 der Schieberhülse
25 in den mittleren Ringkanal des Schieberkolbens 24 eintritt, gelangt über Bohrungen 38 in einen
weiteren Ringkanal 39 der Schieberhülse 25 und von da aus in die zum Zylinder 33 des Servomotors
führende Leitung 31. Die aus dem Zylinder 34 des Servomotors verdrängte Flüssigkeit gelangt über
die Leitung 32 in einen Ringraum 40 der Schieberhiülse
25 und von hier aus über Bohrungen 41 in den rechten Ringraum des Schieberkolbens 24. Aus
diesem Ringraum tritt die Flüssigkeit durch weitere Bohrungen 42 in den Ringraum 43 und beaufschlagt
so· die bundartige Kolbenführung 27 der Schieberhülse 25. Infolgedessen wird durch die
bundartige Kolbenfläche 26 der Schieberhülse 25 Flüssigkeit aus dem Ringraum 44 verdrängt. Sie
gelangt durch Bohrungen 45 in den linken Ringraum des Schieberkolbens 24 und von da aus durch
weitere Bohrungen 46 der Schieberhülse 25 in den Ringraum 47 und von da in die Rückflußleitung 29.
Infolgedessen wird die Schieberhülse 25 nach links verschoben, bis ihre Bohrungen 38, 41 und 46 durch
den Schieberkolben 24 wieder geschlossen werden und so die Bewegung des Servomotors 35 beendet
wird. Während des Bewegungsvorganges ist der Handhebel 21 in seiner eingestellten Lage geblieben.
Auch hier ist also jeder Stellung des Handhebels 21 eine ganz bestimmte Stellung des
Empfängers 35 zugeordnet.
Bei Verstellung des Handhebels 21 in entgegengesetzter
Richtung wird der Schieberkolben 24 nach rechts verschoben. Infolgedessen strömt jetzt
die von. der Pumpe 28 geförderte Flüssigkeit durch den Ringkanal 36 und die Bohrungen 37, den mittleren
Ringraum des Schieberkolbens 24, die Bohrungen 41 und den Ringraum 40 in die Leitung 32,
so daß der Zylinder 34 mit Druckmittel beaufschlagt wird. Die aus dem Zylinder 33 verdrängte
Flüssigkeit fließt über die Leitung 31, den Ringkanal 39 und die Bohrungen 38 in den linken Ringraum
des Schieberkolbens 24 und von hier aus über die Bohrungen 45 in den Ringraum 44; sie beaufschlagt
so die bundartige Kolbenfläche 26 der Schieberhülse 25. In diesem Falle wird die durch
die Kolbenfläche 27 verdrängte Flüssigkeit aus dem Ringraum 43 über die Bohrungen 42 und den
rechten Ringraum des Schieberkolbens 24 durch Bohrungen 48 in den mit der Rückfluß leitung 30
verbundenen Ringkanal 49 geleitet. Auch jetzt wird daher die Schieberhülse 25 dem verstellten Schieberkolben
24 folgend so verstellt, daß die durch Schwenkung des Handhebels 21 eingeleitete Ver-Stellbewegung
beendigt wird, wenn die erreichte Stellung des Servomotors 35 der eingestellten Lage
des Handhebels 21 entspricht.
Die beiden beschriebenen Steuerungen bieten den Vorteil, daß ohne besondere Rückführgestänge
bei Anwendung einer mit Kraftverstärkung arbeitenden Fernsteuerung eine starre Abhängigkeit der
Stellung des Empfängers von der Einstellung des Gebers erreicht ist. In jedem Falle ist nur die zur
Bewegung des Schieberkolbens der Vorsteuerung erforderliche geringe Schaltkraft aufzubringen,
während die vom Servomotor zu leistende Kraft durch die Größe des bzw. der Motoirzylinder und
durch die Höhe des von der Pumpe gelieferten Druckes bestimmt ist und leicht den jeweiligen
Schaltwiderständen des fernzusteuernden Elements angepaßt werden kann.
Claims (4)
1. Hydraulische Fernsteuerung, insbesondere
für hydraulische Pressen, bei der ein in entgegengesetzten Richtungen verstellbarer und
nach dem Verdrängungsprinzip wirkender Servomotor, z. B. mit einem Kolben, mittels
eines Steuerschiebers wahlweise in entgegengesetzten Richtungen mit Druckflüssigkeit beaufschilagbar
ist, dadurch gekennzeichnet, daß an den Steuerschieber (3 bis 6) ein Rückführantrieb
(7, 8, 9, 2) angeschlossen ist, der durch den Steuerschieber zugleich mit dem Servomotor
(10, 11) auf entgegengesetzte Beaufschlagung
umgeschaltet wird und der mit der bei der Verstellung des Kolbens (11) im Servomotor
verdrängten Druckflüssigkeit betrieben wird.
2. Hydraulische Fernsteuerung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der
Rückführantrieb (7, 8) zwischen die jeweilige Rückleitung (17 bzw. 18) des Servomotors (10,
11) und die Druckmittelabflußleitung (14) geschaltet
ist.
3. Hydraulische Fernsteuerung nach den Ansprüchen ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Rückführantrieb (7, 8) als wechselseitig beaufschlagbarer Kolbenantrieb ausgeführt ist.
4. Hydraulische Fernsteuerung nach den Ansprüchen ι bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
das Gehäuse (25) des Steuerschiebers (24) als wechselseitig beaufschlagbarer Kolben (26, 27)
ausgeführt und in einem die Zu- und Ableitungen der Steuerung enthaltenden Gehäuse (23)
verschiebbar ist (Fig. 2).
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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