EP1134431A1 - Transmission installation - Google Patents
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- EP1134431A1 EP1134431A1 EP01105621A EP01105621A EP1134431A1 EP 1134431 A1 EP1134431 A1 EP 1134431A1 EP 01105621 A EP01105621 A EP 01105621A EP 01105621 A EP01105621 A EP 01105621A EP 1134431 A1 EP1134431 A1 EP 1134431A1
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Definitions
- the present invention relates to the field of drive devices, which can be activated by supplying energy Have drive from which a driving force is tapped can be.
- Such a drive device goes out, for example the German utility model No. 299 03 825.4, where they described as part of a toggle clamp device becomes. There it receives one that can be activated by compressed air Pneumatic actuator with associated electrically actuated Control valves to determine the drive direction of the pneumatic actuator to be able to pretend. Alternatively, there would also be a hydraulic drive conceivable, the one with electrically operated servo valves is equipped to influence the drive state. While with pneumatic drives due to the compressibility the actuating medium is usually a larger technical one Effort is needed to make exact positioning and slow Being able to master movements predominates in hydraulic drives the leakage problem and the high maintenance costs to ensure secure hose connections and one high quality hydraulic medium.
- a drive device with a closed hydraulic circuit, one through hydraulic Medium operated hydraulic drive and a feed and discharge of the hydraulic medium with respect to the hydraulic drive causing hydraulic pump contains, for Actuation of the hydraulic pump, an electric motor is provided and the activation of the hydraulic drive through the operating state the hydraulic pump is determined.
- Suitable setting means are preferably present, by the variable specification of the pump speed of the hydraulic pump determining motor speed of the electric motor is controllable or regulatable. It can also be a possibility be given to specify speed ramps to accelerate and braking one by the hydraulic drive to make the load to be moved uniform and jerky To avoid movements.
- the drive device is the hydraulic drive with at least one with a force-tapping part motion-coupled drive piston provided, the two working chambers fluid-tight separated from each other, both via a hydraulic circuit are connected to the hydraulic pump, the Feeding hydraulic fluid into one working chamber with the simultaneous leakage of hydraulic fluid the other Chamber of Labor goes hand in hand with the Shift the drive piston in the desired manner.
- the Hydraulic pump to either a left-handed or right-handed Rotational movement can be driven - for example by changing the direction of rotation of the electric motor or under Interposition of a changeover gear, can hydraulic medium either in one or the other of the two working chambers be fed in accordingly the direction of movement of the drive piston.
- the two hydraulic circuits of the drive device included expediently one unblockable check valve each, which is usually a fluid flow from the Hydraulic pump allows for hydraulic drive and in the opposite direction prevented, each check valve by the in the other hydraulic circuit from the hydraulic pump maintained pressure is unlockable to fluid flow from the hydraulic drive back to the hydraulic pump.
- each check valve by the in the other hydraulic circuit from the hydraulic pump maintained pressure is unlockable to fluid flow from the hydraulic drive back to the hydraulic pump.
- Another, particularly advantageous equipment of the drive device results if in at least one and preferably both hydraulic circuits a bias valve is turned on, the fluid connection from the associated The working chamber towards the hydraulic pump is normally shut off and only releases if and as long as in the outflow-side working chamber a predetermined opening pressure has built up.
- the preload valve thus becomes a Biasing of the one located in the outflow-side working chamber Hydraulic medium causes that does not immediately replace can be, if in the feed-side working chamber Pressure increase takes place. Only when the pressure increase in the feed-side working chamber is so strong that in the upstream working chamber the pressure builds up as Opening pressure, the minimum pressure can be reached Flush out previously clamped hydraulic medium.
- the drive piston can also be operated with a high dynamic range brake the executed movement very quickly and precisely by simply the pressure applied on the inflow side by appropriate Change in the operating state of the hydraulic pump varies becomes. It can, in turn, be operated without servo-controlled hydraulic valves a very exact positioning of the drive piston or a force-tapping part coupled to this movement achieved even at high operating speeds become.
- the design of the preload valves is expediently so met that the opening pressure causing the opening in Range between 10% and 90% of the maximum of the hydraulic pump generated operating pressure is.
- the preferred printing area is between 30% and 50% of the maximum mentioned Actuation pressure.
- the preload valves make it a not inconsiderable one Prestressing effect brought about. It can be the opening pressure expediently by means of suitable setting means specify variable to easily adapt to the to be able to carry out the respective application.
- the bias valve in question expediently has a movable shut-off element, which can be replaced by the desired one Opening pressure corresponding spring force into the fluid connection interrupted closed position is biased and that of the hydraulic fluid of the working chamber on the outflow side is applied against the spring force in the opening direction.
- the pressure in the outflow-side working chamber rises results in at least the opening pressure Opening force that overcome the spring force and that Shutoff member can switch to an open position.
- the preload valve therefore preferably has a digital switching behavior.
- Each bias valve is conveniently one in the direction opening to the hydraulic drive and locking in the opposite direction Check valve connected in parallel, the corresponding Direction of rotation of the hydraulic pump feeding the Hydraulic medium bypassing the assigned working chamber of the preload valve.
- volumes of the working chambers can be any hydraulic circuit connected to a hydraulic fluid expansion tank be a movable one exposed to atmospheric pressure Owns the wall.
- At least the hydraulic drive is expedient, the Hydraulic pump, the hydraulic circuits and the electric motor combined into one unit (drive unit), where only electrical interface means for energy supply may be present to operate the Serve electric motor.
- On hydraulic interface means can be dispensed with because of the closed hydraulic circuit be designed as an independent component of the drive unit can.
- the drive device as part of a particular as Toggle clamping device trained clamping device executed, in which the power take-off part of the hydraulic drive with a swiveling clamping arm of the clamping device is in drive connection.
- This configuration is particularly recommended in connection with one to one Drive unit summarized drive device because this enables very compact dimensions and use alternative to a purely fluid or electrically operated Clamping device allowed. Designs can also be found here are obtained in which the cross-sectional dimensions of the Drive unit are equal to or less than those of the bearing head of the tensioning device used for swivel mounting.
- Figures 1 and 2 show a knee lever tensioning device trained tensioner 1, the essential Components a combined into a structural unit and therefore Drive device 2, which can be designated as drive unit 3 and a clamping unit firmly connected to the drive unit 3 4 contains.
- the circuit design of the drive device 2 or drive unit 3 is only schematic in Figure 1 reproduced, wherein the Figure 3 is a circuit diagram reproduces a particularly advantageous structure.
- the drive device 2 contains one by hydraulic Medium actuable hydraulic drive 5, which in the embodiment is designed as a linear drive, with the corresponding Field of application of the drive device 2, however, for example can also be designed as a rotary drive.
- the hydraulic drive 5 has a housing 6 in which there is an elongated piston receiving space 7 that one Includes drive piston 8. This is part of an im Frame of a drive movement marked by a double arrow 12 linearly displaceable output unit 13 which at Embodiment another one formed by a piston rod Includes elongated power take-off part 14, which with the drive piston 8 firmly connected and thus motion-coupled is.
- the force tapping member 14 extends in the direction of the Drive movement 12, it being on the front end face 15 of the housing 6 protrudes and on its outside the housing 6 located section has force tapping means 16, a connection with components to be moved or Enable facilities.
- the drive piston 8 is located either directly in the Housing 6 or in a sleeve inserted into the housing 6, whereby he sealed the piston receiving space 7 in two Working chambers divided, the following for better distinction referred to as first and second working chambers 17, 18 become.
- the drive device 2 further contains a hydraulic pump 22 known structure, which preferably with a designed as a DC motor electric motor 23 in Drive connection is established.
- the electric motor 23 can be selected operate with counterclockwise and clockwise rotation, accordingly the hydraulic pump 22 optionally in one of the two possible directions of rotation.
- the hydraulic pump is therefore reversible, which is expediently a Volume flow pump, the speed of which is directly the Movement speed of the drive piston determined.
- the electric motor 23 is equipped with adjusting means 24, through which both the direction of rotation and the motor speed of the electric motor 23 can be set to accordingly also the pump speed of the hydraulic pump 22 to be able to adjust variably, which is expediently used as a rotary pump is executed. A speed control or too Speed control is therefore possible.
- speed ramps can be set by the setting means 24 if necessary be generated such that a jerky acceleration or braking one by the drive piston 8 load to be moved is prevented.
- the hydraulic pump 22 and the electric motor 23 expediently into a fixed structural unit summarized with the housing 6 of the hydraulic drive 5.
- the hydraulic pump 22 is on flanged the housing 6, the electric motor 23 in turn is attached to the hydraulic pump 22. It is possible also a separate attachment of the two components to the housing 6 as well as an at least partial integration of a or both components in the housing 6.
- the drive unit 3 has a slim design, are the electric motor 23 and the hydraulic pump 22 in Area of the rear end face 25 of the housing 6 installed.
- the hydraulic pump 22 is via two parallel and for better differentiation than first and second hydraulic circuits 26, 27 designated hydraulic circuits hydraulic connected to the hydraulic drive 5.
- the hydraulic pump 22 has two pump connections 28, 29, the first (28) via the first hydraulic circuit 26 with the first working chamber 17 is connected and the second (29) via the second Hydraulic circuit 27 with the second working chamber 18 of the Hydraulic drive 5 is connected.
- the hydraulic medium is each according to the direction of rotation within the closed hydraulic circuit promoted that it was in the first or second working chamber 17, 18 is fed, at the same time hydraulic medium due to the moving drive piston 8 from the other working chamber 18, 17 back to the hydraulic pump 22 is ousted.
- the Output unit 13 for a drive movement 12 in two each other cause opposite directions, the rod-shaped force tapping part 14 in the exemplary embodiment either extends from the housing 6 or enters this. It is essential that the activation of the hydraulic drive 5 and preferably also in the activated hydraulic drive 5 pressure build-up or volume flow alone is determined by the operating state of the hydraulic pump. In order to stop the output unit 13 in a certain position, the hydraulic pump 22 is stopped.
- the pressure build-up in the feed-side working chamber and accordingly the speed of displacement the output unit 13 is determined by the pump speed determined by using the setting means 24 after Requirements can be specified variably.
- the speed of the activated Drive piston 8 of the hydraulic drive 5 exclusively from the volume flow of the hydraulic medium in the hydraulic Circuits 26, 27 determined.
- the two hydraulic circuits 26, 27 are common connected to a hydraulic fluid expansion tank 32, absorbs the excess fluid and missing Refills fluid.
- the two hydraulic circuits are there 26, 27 with a variable-volume compensation space 33 in Fluid connection, one the other hand, atmospheric pressure exposed movable wall 34.
- the latter can for example formed by a piston or a membrane his.
- the hydraulic fluid reservoir 32 expediently also a component the drive unit 3 and can be integrated into the housing 6 or attached to its rear end face 25 his.
- the drive device 2 With regard to the energy supply required for operation from the outside is the drive device 2 as a mono-energetic Device executed. Due to the internally closed Hydraulic circuit requires no supply and / or discharge hydraulic actuation energy, so that the drive device 2 for energy supply exclusively via electrical Has connection means 35, which for the operation of the electric motor 23 required electrical energy is fed becomes.
- electrical Has connection means 35 This can be, for example, plug connection means act or, as in the embodiment, to an outgoing one that leads to an electrical energy source Connection cable.
- a separate additional electrical connection means can also be used Connection of the drive device 2 to an external electronic Control device take place, which also position detection signals can take into account which depending on the position of the output unit 13 are generated.
- the drive device 2 can be in this way if necessary integrate a manufacturing or assembly system, its operations can be controlled electronically.
- the for specifying the operating state of the hydraulic pump 22nd Serving adjustment means 24 can, if necessary, apart from the Drive device 2 can be placed and over corresponding Interact signal connections with the electric motor 23. All required for the operation of the drive device 2 Signals can also be transmitted wirelessly.
- the hydraulic drive 5 is preferably a displacement measuring system 61 assigned that the position of the drive piston 8 or one with this motion-coupled component can capture to the electric motor 23 as a function of certain positions to be able to control as required.
- the position detection signals are fed to the setting means 24, which is expediently equipped with a position controller are.
- the two hydraulic circuits 26, 27 are in the embodiment integrated in the housing 6 of the hydraulic drive 5, where it is only schematically shown in dash-dotted lines in Figure 1 are indicated, while their preferred structure in detail is shown in Figure 3.
- Both hydraulic circuits expediently each contain an unlockable check valve 36a, 36b, that is Check valve that unlock under certain circumstances leaves so that it is also in the normally locked Flow direction allows a fluid passage.
- the unlockable check valves 36a, 36b are thus in the respective hydraulic circuit 26, 27 incorporated that they typically fluid flow from hydraulic pump 22 to the connected working chamber 17, 18 and prevent in the opposite direction.
- the unlockable check valve 36a, 36b of a respective hydraulic circuit 26, 27 however via a dashed line in FIG Unlocking channel 37a, 37b with that channel section of each another hydraulic circuit 27, 26 in fluid communication, which can be unlocked between the hydraulic pump 22 and the one there Check valve is located.
- Hydraulic pump 22 operated, for example, that in the first hydraulic circuit 26, a pressure build-up takes place and through the associated releasable check valve that opens 36a feeding hydraulic fluid into the first working chamber 17 takes place, causes the pressure built up simultaneously unlocking and opening the unlockable Check valve 36b of the second hydraulic circuit 27, see above that hydraulic medium displaced from the second working chamber 18 can flow back to the hydraulic pump 22.
- the corresponding one The process results when the conveying direction is reversed Hydraulic pump 22.
- unlockable check valves 36a, 36b results the advantage that the output unit 13 when deactivated Hydraulic pump 22 held in its current position is because that in the working chambers 17, 18 and in the then go all the way to the unlockable check valves 36a and 36b in the hydraulic circuits 26, 27 fluid is firmly locked. To hold a specific one Position of the output unit 13 is therefore not Energy needed.
- the pressure-dependent valves which can also be referred to as pressure relief valves opening bias valves 38a, 38b cause the Output unit 13 in addition to that actually to be moved Last a braking load is imposed, which it can only by appropriate To overcome pressure generation of the hydraulic pump 22 applies in order to set the output unit 13 in motion. If one neglects the force tapping part 14 external load to be actuated and the friction that occurs, so would then only in the described embodiment set a movement of the output unit 13 when by the hydraulic medium fed is over 50 bar Pressure is built up.
- the output unit 13 becomes by appropriate pressure build-up shifted at high speed, so the braking process very easy by reducing the pump power dominate because of the fluid bias in the outflow Working chamber prevailing opening pressure one counterforce acting as braking force.
- the bias valves each contain a movable shut-off member 42, which by a Opening pressure corresponding spring force into the fluid connection normally pre-tensioned closed position is.
- the spring force is, for example, by a mechanical Spring device 43 and / or by a gas spring delivered.
- the spring preload can expediently be variable adjust to influence the opening pressure and accordingly an adaptation to the current application of the To enable drive device 2.
- the shutoff member 42 is the hydraulic fluid on the outflow side Working chamber against the spring force in the opening direction applies and shifts the shut-off element to the open position, if the actuating force resulting from the opening pressure is greater than the spring force.
- the interpretation is expedient taken so that a digital switching behavior is present and the preload valve suddenly reaches its maximum Open position switches.
- unlockable check valve 36a, 36b with the parallel connected Bias and check valves 38a, 45a; 38b, 45b connected in series.
- the preload valve is located here 38a, 38b expediently in that channel section, which is between the unlockable check valve 36a, 36b and the hydraulic drive 5 extends.
- the hydraulic drive 5 are the Hydraulic pump 22, the hydraulic circuits 26, 27, the Electric motor 23 and the hydraulic fluid reservoir, if any 32 combined to form the drive unit 3.
- Protective housing 46 must be covered, which prevents the ingress of contaminants and shields moisture.
- the drive device 2 can in principle be any Use drive purposes, with different types of the hydraulic drive 5 would be conceivable, for example also rodless designs. Particularly advantageous is the use of the drive device 2 in a design combined into a drive unit 3 in Connection with a tensioning device 1, being on the front Face 15 of the housing 6, the clamping unit 4 mentioned above is scheduled.
- the latter can be attached to the housing as shown 6 flanged bearing head 47 included, in which the end of the output unit 13 protruding from the housing 6 immersed and which carries a pivotable clamping arm 48.
- the force tapping means 16 are the output unit 13 via a toggle lever mechanism 49 with the tension arm 48 motion-coupled that from the linear movement of the output unit 13 a rotating or swiveling movement of the clamping arm 48 is derived.
- This has in the embodiment a rotatably connected pivot lever 50, on which at a to the pivot axis 52 of the clamping arm 48 spaced bearing 53 a tab-like intermediate member 54 is articulated, that via a further bearing 55 with the force tapping means 16 is articulated.
- the force tapping part 14 is with its outer End section on guide means 56 guided longitudinally and at the same time in the transverse direction with respect to the pivot axis 52 supported.
- the guide means 56 can, for example, from one or more, in particular groove-like guideways be educated.
- the swivel arm 48 By actuating the hydraulic drive 5, the swivel arm 48 according to double arrow 57 for a pivoting movement around the Swivel axis 52 are caused to selectively in a To position the clamping position or a release position. In the clamping position, he can on a not shown Work in the workpiece in order to clamp it so tight that it can be edited.
- the tensioning device 1 is suitable especially for clamping workpieces to be welded.
- the drive unit 3 has a particularly narrow design. It is possible in particular the cross-sectional dimensions to select the drive unit 3 so that it is equal to or less are those of the bearing head 47.
- the direction of movement of the output unit 13 is determined solely by the direction of rotation of the DC motor specified, as well as the lifting speed of the Output unit 13 a function of the speed of the DC motor or the pump speed is.
- the only Variable during the operation of the drive device 2 is in the embodiment, the operating state of the hydraulic pump or their speed.
- the embodiment can be summarized again that it is preferably a drive device with a hydraulic drive operated by a hydraulic medium 5, which is a hydraulic pump 22 for supplying the hydraulic medium is assigned.
- the pressure build-up in the activated Hydraulic drive 5 is through adjustable pressure relief valves (Preload valves 38a, 38b), which are pressure-dependent are designed to be opening, as well as parallel to these Check valves 45a, 45b controlled.
- the speed of the drive piston 8 of the activated hydraulic drive 5 is determined exclusively by the volume flow of the hydraulic Medium in the hydraulic circuits 26, 27 certainly.
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Antriebsvorrichtungen, die einen durch Zufuhr von Energie aktivierbaren Antrieb aufweisen, von dem eine Antriebskraft abgegriffen werden kann.The present invention relates to the field of drive devices, which can be activated by supplying energy Have drive from which a driving force is tapped can be.
Eine derartige Antriebsvorrichtung geht beispielsweise aus dem deutschen Gebrauchsmuster Nr. 299 03 825.4 hervor, wo sie als Bestandteil einer Kniehebel-Spannvorrichtung beschrieben wird. Sie erhält dort einen durch Druckluft aktivierbaren Pneumatikantrieb mit zugeordneten elektrisch betätigbaren Steuerventilen, um die Antriebsrichtung des Pneumatikantriebes vorgeben zu können. Alternativ wäre auch ein Hydraulikantrieb denkbar, der mit elektrisch betätigbaren Servoventilen ausgestattet ist, um den Antriebszustand zu beeinflussen. Während bei Pneumatikantrieben auf Grund der Kompressibilität des Betätigungsmediums in der Regel ein größerer technischer Aufwand notwendig ist, um exakte Positionierungen und langsame Bewegungen beherrschen zu können, überwiegt bei Hydraulikantrieben das Leckageproblem und der hohe Unterhaltsaufwand für die Gewährleistung sicherer Schlauchverbindungen und eines qualitativ hochwertigen Hydraulikmediums. Such a drive device goes out, for example the German utility model No. 299 03 825.4, where they described as part of a toggle clamp device becomes. There it receives one that can be activated by compressed air Pneumatic actuator with associated electrically actuated Control valves to determine the drive direction of the pneumatic actuator to be able to pretend. Alternatively, there would also be a hydraulic drive conceivable, the one with electrically operated servo valves is equipped to influence the drive state. While with pneumatic drives due to the compressibility the actuating medium is usually a larger technical one Effort is needed to make exact positioning and slow Being able to master movements predominates in hydraulic drives the leakage problem and the high maintenance costs to ensure secure hose connections and one high quality hydraulic medium.
Auf dem Sektor der Spannvorrichtungen sind daher alternativ auch Bauformen mit Elektroantrieb bekannt, wobei in einem Prospekt der Firma Tünkers Maschinenbau GmbH ein sogenannter "Elektrospanner" gezeigt wird, dessen Elektroantrieb als Spindelantrieb ausgeführt ist. Hier ergibt sich jedoch, insbesondere in Verbindung mit der Übertragung hoher Stellkräfte, ein nicht unbeträchtliches Verschleißproblem.In the clamping device sector are therefore alternative also known designs with electric drive, being in one Brochure of the company Tünkers Maschinenbau GmbH a so-called "Electric tensioner" is shown, its electric drive as Spindle drive is executed. Here, however, arises, in particular in connection with the transmission of high actuating forces, a not inconsiderable problem of wear.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antriebsvorrichtung zu schaffen, mit der bei geringer Verschleißanfälligkeit und geringem Wartungsaufwand hohe Antriebskräfte übertragen werden können.It is the object of the present invention to provide a drive device to create with the low susceptibility to wear and low maintenance, high driving forces can be transferred.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Antriebsvorrichtung, mit einem geschlossenen Hydraulikkreis, der einen durch hydraulisches Medium betätigbaren Hydraulikantrieb und eine die Zufuhr und Abfuhr des hydraulischen Mediums bezüglich dem Hydraulikantrieb veranlassende Hydraulikpumpe enthält, wobei zur Betätigung der Hydraulikpumpe ein Elektromotor vorgesehen ist und die Aktivierung des Hydraulikantriebes durch den Betriebszustand der Hydraulikpumpe bestimmt wird.This task is solved by a drive device with a closed hydraulic circuit, one through hydraulic Medium operated hydraulic drive and a feed and discharge of the hydraulic medium with respect to the hydraulic drive causing hydraulic pump contains, for Actuation of the hydraulic pump, an electric motor is provided and the activation of the hydraulic drive through the operating state the hydraulic pump is determined.
Auf diese Weise ergibt sich eine elektro-hydraulische Antriebsvorrichtung, bei der auf Grund des geschlossenen Hydraulikkreises die Leckageproblematik sehr einfach in den Griff zu bekommen ist und auf Grund der besonderen Ansteuerung durch die elektromotorisch aktivierbare Hydraulikpumpe keine teuren Servoventile benötigt werden, um den Hydraulikantrieb in der gewünschten Weise zu betätigen. Der Verzicht auf Servo-Steuerventile hat dabei auch den Vorteil, dass an die Aufbereitung des verwendeten Hydraulikmediums relativ geringe Anforderungen gestellt sind, was den Unterhalt sehr kostengünstig gestaltet. Die Aktivierung des Hydraulikantriebes wird zweckmäßigerweise allein durch den Betriebszustand der Hydraulikpumpe bestimmt und kann beispielsweise durch Ein-/Ausschalten sowie Vorgabe einer bestimmten Pumpendrehzahl sehr einfach gesteuert werden.This results in an electro-hydraulic drive device due to the closed hydraulic circuit the problem of leakage very easily in the Is to get a grip and because of the special control thanks to the hydraulic pump that can be activated by an electric motor No expensive servo valves are needed to power the hydraulic system to operate in the desired manner. The waiver on servo control valves also has the advantage that the preparation of the hydraulic medium used is relatively low Requirements are met, which is very maintenance designed inexpensively. The activation of the hydraulic drive is expediently solely by the operating state the hydraulic pump determines and can for example by Switching on / off and specifying a certain pump speed can be controlled very easily.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.Advantageous developments of the invention emerge from the subclaims forth.
Während des Betriebes des Hydraulikantriebes benötigte unterschiedliche Betätigungsdrücke lassen sich zweckmäßigerweise allein in Abhängigkeit von der Drehzahl der Hydraulikpumpe vorgeben. Somit lassen sich Lasten beschleunigen oder bremsen, ohne auf eine zwischengeschaltete Servoventileinrichtung zurückgreifen zu müssen, die den Strömungsquerschnitt beeinflusst. Dabei sind vorzugsweise geeignete Einstellmittel vorhanden, durch die eine variable Vorgabe der die Pumpendrehzahl der Hydraulikpumpe bestimmenden Motordrehzahl des Elektromotors steuerbar oder regelbar ist. Es kann auch die Möglichkeit gegeben sein, Drehzahlrampen vorzugeben, um die Beschleunigung und Abbremsung einer durch den Hydraulikantrieb zu bewegenden Last gleichförmig zu gestalten und ruckartige Bewegungen zu vermeiden.Different required during the operation of the hydraulic drive Operating pressures can be conveniently solely depending on the speed of the hydraulic pump pretend. This means that loads can be accelerated or braked, without an intermediate servo valve device to have to resort, which influences the flow cross-section. Suitable setting means are preferably present, by the variable specification of the pump speed of the hydraulic pump determining motor speed of the electric motor is controllable or regulatable. It can also be a possibility be given to specify speed ramps to accelerate and braking one by the hydraulic drive to make the load to be moved uniform and jerky To avoid movements.
Bei einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform der Antriebsvorrichtung ist der Hydraulikantrieb mit mindestens einem mit einem Kraftabgriffsteil bewegungsgekoppelten Antriebskolben versehen, der zwei Arbeitskammern fluiddicht voneinander abteilt, die beide über jeweils eine Hydraulikschaltung mit der Hydraulikpumpe verbunden sind, wobei das Einspeisen von Hydraulikfluid in die jeweils eine Arbeitskammer mit dem gleichzeitigen Ausströmen von Hydraulikfluid aus der anderen Arbeitskammer einhergeht, um dementsprechend den Antriebskolben in gewünschter Weise zu verlagern. Indem die Hydraulikpumpe wahlweise zu einer linksdrehenden oder rechtsdrehenden Rotationsbewegung antreibbar ist - beispielsweise durch Änderung des Drehsinnes des Elektromotors oder unter Zwischenschaltung eines Umschaltgetriebes - , kann Hydraulikmedium wahlweise in die eine oder andere der beiden Arbeitskammern eingespeist werden, um dementsprechend die Bewegungsrichtung des Antriebskolbens zu beeinflussen.In a particularly expedient embodiment of the drive device is the hydraulic drive with at least one with a force-tapping part motion-coupled drive piston provided, the two working chambers fluid-tight separated from each other, both via a hydraulic circuit are connected to the hydraulic pump, the Feeding hydraulic fluid into one working chamber with the simultaneous leakage of hydraulic fluid the other Chamber of Labor goes hand in hand with the Shift the drive piston in the desired manner. By the Hydraulic pump to either a left-handed or right-handed Rotational movement can be driven - for example by changing the direction of rotation of the electric motor or under Interposition of a changeover gear, can hydraulic medium either in one or the other of the two working chambers be fed in accordingly the direction of movement of the drive piston.
Die beiden Hydraulikschaltungen der Antriebsvorrichtung enthalten zweckmäßigerweise jeweils ein entsperrbares Rückschlagventil, das normalerweise eine Fluidströmung von der Hydraulikpumpe zum Hydraulikantrieb zulässt und in Gegenrichtung verhindert, wobei jedes Rückschlagventil durch den in der jeweils anderen Hydraulikschaltung von der Hydraulikpumpe aufrecht erhaltenen Druck entsperrbar ist, um eine Fluidströmung vom Hydraulikantrieb zurück zur Hydraulikpumpe zu ermöglichen. Auf diese Weise können beliebige Zwischenstellungen des Antriebskolbens ohne ständige Energiezufuhr aufrecht erhalten werden, weil das Hydraulikmedium bei deaktivierter Hydraulikpumpe durch die Rückschlagventile in den Arbeitskammern eingesperrt wird. Wird hingegen die Hydraulikpumpe aktiviert, so sorgt der in der einen Hydraulikschaltung dadurch aufgebaute Druck für ein Entsperren des in der anderen Hydraulikschaltung befindlichen Rückschlagventils und ermöglicht somit die ungehinderte Bewegung des Antriebskolbens.The two hydraulic circuits of the drive device included expediently one unblockable check valve each, which is usually a fluid flow from the Hydraulic pump allows for hydraulic drive and in the opposite direction prevented, each check valve by the in the other hydraulic circuit from the hydraulic pump maintained pressure is unlockable to fluid flow from the hydraulic drive back to the hydraulic pump. In this way, any intermediate positions of the drive piston without constant energy supply because the hydraulic medium is deactivated Hydraulic pump through the check valves in the working chambers is locked up. However, if the hydraulic pump is activated, this ensures that in one hydraulic circuit pressure built up to unlock the in the other hydraulic circuit check valve located and allows thus the unimpeded movement of the drive piston.
Eine weitere, besonders vorteilhafte Ausstattung der Antriebsvorrichtung ergibt sich, wenn in mindestens eine und vorzugsweise beide Hydraulikschaltungen ein Vorspannventil eingeschaltet ist, das die Fluidverbindung von der zugeordneten Arbeitskammer hin zur Hydraulikpumpe normalerweise absperrt und nur dann freigibt, wenn und solange sich in der ausströmseitigen Arbeitskammer ein vorbestimmter Öffnungsdruck aufgebaut hat. Durch das Vorspannventil wird also eine Vorspannung des in der ausströmseitigen Arbeitskammer befindlichen Hydraulikmediums bewirkt, das nicht sofort verdrängt werden kann, wenn in der einspeiseseitigen Arbeitskammer eine Druckerhöhung stattfindet. Erst wenn die Druckerhöhung in der einspeiseseitigen Arbeitskammer so stark ist, dass der in der ausströmseitigen Arbeitskammer sich aufbauende Druck den als Öffnungsdruck bezeichneten Mindestdruck erreicht, kann das zuvor eingespannte Hydraulikmedium ausströmen. Da der in der ausströmseitigen Arbeitskammer herrschende Druck dabei jedoch ständig eine der gewünschten Bewegungsrichtung des Antriebskolbens entgegengesetzt orientierte Gegenkraft verursacht, läßt sich der Antriebskolben auch bei einer mit hoher Dynamik ausgeführten Bewegung sehr schnell und präzise abbremsen, indem einfach der einströmseitig angelegte Druck durch entsprechende Änderung des Betriebszustandes der Hydraulikpumpe variiert wird. Es kann also wiederum ohne servogesteuerte Hydraulikventile eine sehr exakte Positionierung des Antriebskolbens bzw. eines mit diesem bewegungsgekoppelten Kraftabgriffsteils auch bei hohen Betriebsgeschwindigkeiten erreicht werden.Another, particularly advantageous equipment of the drive device results if in at least one and preferably both hydraulic circuits a bias valve is turned on, the fluid connection from the associated The working chamber towards the hydraulic pump is normally shut off and only releases if and as long as in the outflow-side working chamber a predetermined opening pressure has built up. The preload valve thus becomes a Biasing of the one located in the outflow-side working chamber Hydraulic medium causes that does not immediately replace can be, if in the feed-side working chamber Pressure increase takes place. Only when the pressure increase in the feed-side working chamber is so strong that in the upstream working chamber the pressure builds up as Opening pressure, the minimum pressure can be reached Flush out previously clamped hydraulic medium. Since the in the outflow-side working chamber however prevailing pressure constantly one of the desired directions of movement of the drive piston oppositely oriented counterforce causes the drive piston can also be operated with a high dynamic range brake the executed movement very quickly and precisely by simply the pressure applied on the inflow side by appropriate Change in the operating state of the hydraulic pump varies becomes. It can, in turn, be operated without servo-controlled hydraulic valves a very exact positioning of the drive piston or a force-tapping part coupled to this movement achieved even at high operating speeds become.
Die Auslegung der Vorspannventile ist zweckmäßigerweise so getroffen, dass der das Öffnen bewirkende Öffnungsdruck im Bereich zwischen 10% und 90% des von der Hydraulikpumpe maximal erzeugbaren Betriebsdruckes liegt. Der bevorzugte Druckbereich liegt dabei zwischen 30% und 50% des erwähnten maximalen Betätigungsdruckes. Anders als ein einfaches Rückschlagventil, das schon bei sehr geringen Druckdifferenzen öffnet, wird also durch die Vorspannventile ein nicht unbeträchtlicher Vorspanneffekt herbeigeführt. Dabei läßt sich der Öffnungsdruck zweckmäßigerweise durch geeignete Einstellmittel variabel vorgeben, um eine einfache Anpassung an den jeweiligen Anwendungsfall durchführen zu können.The design of the preload valves is expediently so met that the opening pressure causing the opening in Range between 10% and 90% of the maximum of the hydraulic pump generated operating pressure is. The preferred printing area is between 30% and 50% of the maximum mentioned Actuation pressure. Unlike a simple check valve, even with very small pressure differences opens, the preload valves make it a not inconsiderable one Prestressing effect brought about. It can be the opening pressure expediently by means of suitable setting means specify variable to easily adapt to the to be able to carry out the respective application.
Zweckmäßigerweise verfügt das betreffende Vorspannventil über ein bewegliches Absperrglied, das durch eine dem gewünschten Öffnungsdruck entsprechende Federkraft in eine die Fluidverbindung unterbrechende Schließstellung vorgespannt ist und das vom Hydraulikfluid der ausströmseitigen Arbeitskammer entgegen der Federkraft im Öffnungssinne beaufschlagt wird. Steigt der Druck in der ausströmseitigen Arbeitskammer auf mindestens den Öffnungsdruck an, ergibt sich eine resultierende Öffnungskraft, die die Federkraft überwinden und das Absperrglied in eine Offenstellung umschalten kann. Das Vorspannventil hat also vorzugsweise ein digitales Schaltverhalten. The bias valve in question expediently has a movable shut-off element, which can be replaced by the desired one Opening pressure corresponding spring force into the fluid connection interrupted closed position is biased and that of the hydraulic fluid of the working chamber on the outflow side is applied against the spring force in the opening direction. The pressure in the outflow-side working chamber rises results in at least the opening pressure Opening force that overcome the spring force and that Shutoff member can switch to an open position. The preload valve therefore preferably has a digital switching behavior.
Soweit eine Hydraulikschaltung sowohl mit einem entsperrbaren Rückschlagventil als auch mit einem Vorspannventil ausgestattet ist, sind diese Ventile zweckmäßigerweise in Reihe geschaltet, wobei das Vorspannventil vorzugsweise zwischen dem entsperrbaren Rückschlagventil und dem Hydraulikantrieb platziert ist.As far as a hydraulic circuit both with an unlockable Check valve and also equipped with a preload valve these valves are expediently connected in series, wherein the bias valve is preferably between the unlockable check valve and the hydraulic drive placed is.
Jedem Vorspannventil ist zweckmäßigerweise ein in Richtung zum Hydraulikantrieb öffnendes und in Gegenrichtung sperrendes Rückschlagventil parallel geschaltet, das bei entsprechender Drehrichtung der Hydraulikpumpe ein Einspeisen des Hydraulikmediums in die zugeordnete Arbeitskammer unter Umgehung des Vorspannventils ermöglicht.Each bias valve is conveniently one in the direction opening to the hydraulic drive and locking in the opposite direction Check valve connected in parallel, the corresponding Direction of rotation of the hydraulic pump feeding the Hydraulic medium bypassing the assigned working chamber of the preload valve.
Zur Kompensation von Temperaturschwankungen und/oder unterschiedlichen Volumina der Arbeitskammern kann jede Hydraulikschaltung mit einem Hydraulikfluid-Ausgleichsbehältnis verbunden sein, das eine dem Atmosphärendruck ausgesetzte bewegliche Wand besitzt.To compensate for temperature fluctuations and / or different ones Volumes of the working chambers can be any hydraulic circuit connected to a hydraulic fluid expansion tank be a movable one exposed to atmospheric pressure Owns the wall.
Zweckmäßigerweise sind zumindest der Hydraulikantrieb, die Hydraulikpumpe, die Hydraulikschaltungen und der Elektromotor zu einer Baueinheit (Antriebseinheit) zusammengefasst, wobei zur Energieeinspeisung ausschließlich elektrische Schnittstellenmittel vorhanden sein können, die zum Betrieb des Elektromotors dienen. Auf hydraulische Schnittstellenmittel kann verzichtet werden, weil der geschlossene Hydraulikkreis als autarker Bestandteil der Antriebseinheit ausgeführt sein kann. At least the hydraulic drive is expedient, the Hydraulic pump, the hydraulic circuits and the electric motor combined into one unit (drive unit), where only electrical interface means for energy supply may be present to operate the Serve electric motor. On hydraulic interface means can be dispensed with because of the closed hydraulic circuit be designed as an independent component of the drive unit can.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist die Antriebsvorrichtung als Bestandteil einer insbesondere als Kniehebel-Spannvorrichtung ausgebildeten Spannvorrichtung ausgeführt, bei der das Kraftabgriffsteil des Hydraulikantriebes mit einem schwenkbeweglichen Spannarm der Spannvorrichtung in Antriebsverbindung steht. Diese Ausgestaltung empfiehlt sich insbesondere in Verbindung mit einer zu einer Antriebseinheit zusammengefassten Antriebsvorrichtung, da dies sehr kompakte Abmessungen ermöglicht und einen Einsatz alternativ zu einer rein fluidisch oder rein elektrisch betätigten Spannvorrichtung gestattet. Hier können auch Bauformen erhalten werden, bei denen die Querschnittsabmessungen der Antriebseinheit gleich oder geringer sind als diejenigen des zur Schwenklagerung dienenden Lagerungskopfes der Spannvorrichtung.In a particularly advantageous embodiment, the drive device as part of a particular as Toggle clamping device trained clamping device executed, in which the power take-off part of the hydraulic drive with a swiveling clamping arm of the clamping device is in drive connection. This configuration is particularly recommended in connection with one to one Drive unit summarized drive device because this enables very compact dimensions and use alternative to a purely fluid or electrically operated Clamping device allowed. Designs can also be found here are obtained in which the cross-sectional dimensions of the Drive unit are equal to or less than those of the bearing head of the tensioning device used for swivel mounting.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
- Figur 1
- in schematischer Darstellung und teilweise im Längsschnitt eine Spannvorrichtung, die mit einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung ausgestattet ist,
- Figur 2
- die Anordnung aus Figur 1 in einer Rückansicht mit Blickrichtung gemäß Pfeil II, und
Figur 3- den elektro-hydraulischen Schaltplan der bei der Spannvorrichtung gemäß Figuren 1 und 2 bevorzugt zum Einsatz gelangenden Antriebsvorrichtung.
- Figure 1
- in a schematic representation and partially in longitudinal section a tensioning device which is equipped with a preferred embodiment of the drive device according to the invention,
- Figure 2
- the arrangement of Figure 1 in a rear view looking in the direction of arrow II, and
- Figure 3
- the electro-hydraulic circuit diagram of the drive device preferably used in the tensioning device according to FIGS. 1 and 2.
Die Figuren 1 und 2 zeigen eine als Kniehebel-Spannvorrichtung
ausgebildete Spannvorrichtung 1, die als wesentliche
Komponenten eine zu einer Baueinheit zusammengefasste und daher
als Antriebseinheit 3 bezeichenbare Antriebsvorrichtung 2
und eine fest mit der Antriebseinheit 3 verbundene Spanneinheit
4 enthält. Der schaltungstechnische Aufbau der Antriebsvorrichtung
2 bzw. Antriebseinheit 3 ist in Figur 1 nur schematisch
wiedergegeben, wobei die Figur 3 den Schaltplan eines
besonders vorteilhaften Aufbaus wiedergibt.Figures 1 and 2 show a knee lever tensioning device
trained tensioner 1, the essential
Components a combined into a structural unit and therefore
Drive device 2, which can be designated as
Die Antriebsvorrichtung 2 enthält einen durch hydraulisches
Medium betätigbaren Hydraulikantrieb 5, der beim Ausführungsbeispiel
als Linearantrieb ausgeführt ist, bei entsprechendem
Einsatzgebiet der Antriebsvorrichtung 2 aber beispielsweise
auch als Drehantrieb konzipiert sein kann.The drive device 2 contains one by hydraulic
Medium actuable
Der Hydraulikantrieb 5 verfügt über ein Gehäuse 6, in dem
sich ein länglicher Kolbenaufnahmeraum 7 befindet, der einen
Antriebskolben 8 enthält. Dieser ist Bestandteil einer im
Rahmen einer durch einen Doppelpfeil markierten Antriebsbewegung
12 linear verschiebbaren Abtriebseinheit 13, die beim
Ausführungsbeispiel noch ein von einer Kolbenstange gebildetes
längliches Kraftabgriffsteil 14 enthält, das mit dem Antriebskolben
8 fest verbunden und somit bewegungsgekoppelt
ist. The
Das Kraftabgriffsteil 14 erstreckt sich in der Richtung der
Antriebsbewegung 12, wobei es an der vorderen Stirnseite 15
des Gehäuses 6 herausragt und an seinem außerhalb des Gehäuses
6 befindlichen Abschnitt über Kraftabgriffsmittel 16 verfügt,
die eine Verbindung mit zu bewegenden Bauteilen oder
Einrichtungen ermöglichen.The
Der Antriebskolben 8 befindet sich entweder unmittelbar im
Gehäuse 6 oder in einer in das Gehäuse 6 eingesetzten Hülse,
wobei er den Kolbenaufnahmeraum 7 unter Abdichtung in zwei
Arbeitskammern unterteilt, die nachfolgend zur besseren Unterscheidung
als erste und zweite Arbeitskammern 17, 18 bezeichnet
werden.The
Die Antriebsvorrichtung 2 enthält desweiteren eine Hydraulikpumpe
22 an sich bekannten Aufbaues, die mit einem vorzugsweise
als Gleichstrommotor ausgeführten Elektromotor 23 in
Antriebsverbindung steht. Der Elektromotor 23 läßt sich wahlweise
mit Linkslauf und Rechtslauf betreiben, um dementsprechend
auch die Hydraulikpumpe 22 wahlweise in einer der beiden
möglichen Drehrichtungen zu betreiben. Die Hydraulikpumpe
ist also reversierbar, wobei es sich zweckmäßigerweise um eine
Volumenstrompumpe handelt, deren Drehzahl unmittelbar die
Bewegungsgeschwindigkeit des Antriebskolbens bestimmt.The drive device 2 further contains a
Der Elektromotor 23 ist mit Einstellmitteln 24 ausgestattet,
durch die sich sowohl die Drehrichtung als auch die Motordrehzahl
des Elektromotors 23 variabel vorgeben läßt, um dementsprechend
auch die Pumpendrehzahl der Hydraulikpumpe 22
variabel einstellen zu können, die zweckmäßigerweise als Rotationspumpe
ausgeführt ist. Eine Drehzahlsteuerung oder auch
Drehzahlregelung ist somit möglich.The
Ferner können durch die Einstellmittel 24 bei Bedarf Drehzahlrampen
derart erzeugt werden, dass eine ruckartige Beschleunigung
oder Abbremsung einer durch den Antriebskolben 8
zu bewegenden Last verhindert wird.Furthermore, speed ramps can be set by the setting means 24 if necessary
be generated such that a jerky acceleration
or braking one by the
Es versteht sich, dass die Änderung der Richtungsumkehr der
Pumpenrotation auch durch ein zwischen den Elektromotor 23
und die Hydraulikpumpe 22 zwischengeschaltetes Getriebe realisiert
werden könnte.It is understood that the change of direction reversal of the
Pump rotation also by a between the
Wie aus Figur 1 hervorgeht, sind die Hydraulikpumpe 22 und
der Elektromotor 23 zweckmäßigerweise zu einer festen Baueinheit
mit dem Gehäuse 6 des Hydraulikantriebes 5 zusammengefasst.
Beim Ausführungsbeispiel ist die Hydraulikpumpe 22 an
das Gehäuse 6 angeflanscht, wobei der Elektromotor 23 seinerseits
an der Hydraulikpumpe 22 befestigt ist. Möglich wäre
auch eine separate Befestigung der beiden Komponenten am Gehäuse
6 wie auch eine zumindest partielle Integration einer
oder beider Komponenten in das Gehäuse 6.As can be seen from Figure 1, the
Damit die Antriebseinheit 3 über eine schlanke Bauweise verfügt,
sind der Elektromotor 23 und die Hydraulikpumpe 22 im
Bereich der rückwärtigen Stirnseite 25 des Gehäuses 6 installiert. So that the
Die Hydraulikpumpe 22 ist über zwei zueinander parallele und
zur besseren Unterscheidung als erste und zweite Hydraulikschaltungen
26, 27 bezeichnete Hydraulikschaltungen hydraulisch
mit dem Hydraulikantrieb 5 verbunden. Die Hydraulikpumpe
22 hat zwei Pumpenanschlüsse 28, 29, deren erster (28)
über die erste Hydraulikschaltung 26 mit der ersten Arbeitskammer
17 verbunden ist und deren zweiter (29) über die zweite
Hydraulikschaltung 27 mit der zweiten Arbeitskammer 18 des
Hydraulikantriebs 5 in Verbindung steht. Dabei liegt ein geschlossener,
komplett mit Hydraulikmedium gefüllter Hydraulikkreis
vor, wobei sich als Hydraulikmedium beispielsweise
Öl oder Wasser anbietet.The
Im Betrieb der Hydraulikpumpe 22 wird das Hydraulikmedium je
nach Drehrichtung derart innerhalb des geschlossenen Hydraulikkreises
gefördert, dass es in die erste oder zweite Arbeitskammer
17, 18 eingespeist wird, wobei gleichzeitig Hydraulikmedium
durch den sich dabei bewegenden Antriebskolben 8
aus der jeweils anderen Arbeitskammer 18, 17 zurück zur Hydraulikpumpe
22 verdrängt wird. Auf diese Weise läßt sich die
Abtriebseinheit 13 zu einer Antriebsbewegung 12 in zwei einander
entgegengesetzte Richtungen veranlassen, wobei das
stangenförmige Kraftabgriffsteil 14 beim Ausführungsbeispiel
entweder aus dem Gehäuse 6 ausfährt oder in dieses einfährt.
Wesentlich ist dabei, dass die Aktivierung des Hydraulikantriebes
5 und vorzugsweise auch der im aktivierten Hydraulikantrieb
5 stattfindende Druckaufbau bzw. Volumenstrom allein
durch den Betriebszustand der Hydraulikpumpe bestimmt wird.
Um die Abtriebseinheit 13 in einer bestimmten Position anzuhalten,
wird die Hydraulikpumpe 22 stillgesetzt. Um die Abtriebseinheit
13 zu verlagern, wird je nach gewünschter Bewegungsrichtung
die Hydraulikpumpe 22 mit entsprechendem Drehsinn
aktiviert. Der Druckaufbau in der einspeiseseitigen Arbeitskammer
und dementsprechend auch die Verlagerungsgeschwindigkeit
der Abtriebseinheit 13 wird durch die Pumpendrehzahl
bestimmt, die mit Hilfe der Einstellmittel 24 nach
Bedarf variabel vorgegeben werden kann.In the operation of the
Vorzugsweise wird also die Geschwindigkeit des aktivierten
Antriebskolbens 8 des Hydraulikantriebes 5 ausschließlich von
dem Volumenstrom des hydraulischen Mediums in den hydraulischen
Schaltungen 26, 27 bestimmt.Preferably, the speed of the activated
Bedingt durch das die zweite Arbeitskammer 18 durchsetzende
Kraftabgriffsteil 14, stellen sich beim Verlagern der Abtriebseinheit
13 in den beiden Arbeitskammern 17, 18 unterschiedliche
Volumenänderungen pro Zeiteinheit ein. Um dies zu
kompensieren, sind die beiden Hydraulikschaltungen 26, 27 gemeinsam
an ein Hydraulikfluid-Ausgleichsbehältnis 32 angeschlossen,
das überschüssiges Fluid aufnimmt und fehlendes
Fluid nachfüllt. Dabei stehen die beiden Hydraulikschaltungen
26, 27 mit einem volumenveränderlichen Ausgleichsraum 33 in
Fluidverbindung, der eine andererseits dem Atmosphärendruck
ausgesetzte bewegliche Wand 34 aufweist. Letztere kann beispielsweise
von einem Kolben oder von einer Membran gebildet
sein. Wie aus Figur 1 hervorgeht, ist das Hydraulikfluid-Ausgleichsbehältnis
32 zweckmäßigerweise ebenfalls Bestandteil
der Antriebseinheit 3 und kann in das Gehäuse 6 integriert
oder an dessen rückwärtige Stirnseite 25 angesetzt
sein. Due to the penetration of the second working
Hinsichtlich der für den Betrieb notwendigen Energiezufuhr
von außen her ist die Antriebsvorrichtung 2 als monoenergetisches
Gerät ausgeführt. Bedingt durch den intern geschlossenen
Hydraulikkreis bedarf es keiner Zufuhr und/oder Abfuhr
hydraulischer Betätigungsenergie, so dass die Antriebsvorrichtung
2 zur Energieeinspeisung ausschließlich über elektrische
Anschlussmittel 35 verfügt, über die die für den Betrieb
des Elektromotors 23 benötigte elektrische Energie eingespeist
wird. Es kann sich dabei beispielsweise um Steckanschlussmittel
handeln oder, wie beim Ausführungsbeispiel, um
ein abgehendes, zu einer elektrischen Energiequelle geführtes
Anschlusskabel.With regard to the energy supply required for operation
from the outside is the drive device 2 as a mono-energetic
Device executed. Due to the internally closed
Hydraulic circuit requires no supply and / or discharge
hydraulic actuation energy, so that the drive device
2 for energy supply exclusively via electrical
Has connection means 35, which for the operation
of the
In Baueinheit mit den elektrischen Anschlussmitteln oder über
separate weitere elektrische Anschlussmittel kann auch eine
Anbindung der Antriebsvorrichtung 2 an eine externe elektronische
Steuereinrichtung erfolgen, die auch Positionserfassungssignale
berücksichtigen kann, welche in Abhängigkeit von
der Position der Abtriebseinheit 13 erzeugt werden. Die Antriebsvorrichtung
2 läßt sich auf diese Weise bei Bedarf in
ein Fertigungs- oder Montagesystem integrieren, dessen Betriebsabläufe
elektronisch gesteuert werden.As a unit with the electrical connection means or via
A separate additional electrical connection means can also be used
Connection of the drive device 2 to an external electronic
Control device take place, which also position detection signals
can take into account which depending on
the position of the
Die zur Vorgabe des Betriebszustandes der Hydraulikpumpe 22
dienenden Einstellmittel 24 können bei Bedarf abseits von der
Antriebsvorrichtung 2 platziert sein und über entsprechende
Signalverbindungen mit dem Elektromotor 23 zusammenwirken.
Sämtliche für den Betrieb der Antriebsvorrichtung 2 benötigten
Signale können auch drahtlos übermittelt werden. The for specifying the operating state of the hydraulic pump 22nd
Serving adjustment means 24 can, if necessary, apart from the
Drive device 2 can be placed and over corresponding
Interact signal connections with the
Vorzugsweise ist dem Hydraulikantrieb 5 ein Wegmeßsystem 61
zugeordnet, das die Position des Antriebskolbens 8 oder einer
mit diesem bewegungsgekoppelten Komponente erfassen kann, um
in Abhängigkeit von bestimmten Positionen den Elektromotor 23
nach Bedarf ansteuern zu können. Dabei können die Positionserfassungssignale
den Einstellmitteln 24 zugeführt werden,
die hierbei zweckmäßigerweise mit einem Positionsregler ausgestattet
sind.The
Die beiden Hydraulikschaltungen 26, 27 sind beim Ausführungsbeispiel
in das Gehäuse 6 des Hydraulikantriebes 5 integriert,
wobei sie in Figur 1 nur strichpunktiert schematisch
angedeutet sind, während ihr bevorzugter Aufbau im einzelnen
in Figur 3 gezeigt ist.The two
So enthalten beide Hydraulikschaltungen zweckmäßigerweise jeweils
ein entsperrbares Rückschlagventil 36a, 36b, also ein
Rückschlagventil, das sich unter bestimmten Umständen entsperren
läßt, so dass es auch in der normalerweise gesperrten
Durchflussrichtung einen Fluiddurchlass ermöglicht.Both hydraulic circuits expediently each contain
an
Die entsperrbaren Rückschlagventile 36a, 36b sind so in die
jeweilige Hydraulikschaltung 26, 27 eingegliedert, dass sie
normalerweise eine Fluidströmung von der Hydraulikpumpe 22
zur jeweils angeschlossenen Arbeitskammer 17, 18 zulassen und
in Gegenrichtung verhindern. Das entsperrbare Rückschlagventil
36a, 36b einer jeweiligen Hydraulikschaltung 26, 27 steht
allerdings über einen in Figur 3 gestrichelt angedeuteten
Entsperrkanal 37a, 37b mit demjenigen Kanalabschnitt der jeweils
anderen Hydraulikschaltung 27, 26 in Fluidverbindung,
der sich zwischen der Hydraulikpumpe 22 und dem dortigen entsperrbaren
Rückschlagventil befindet. Auf diese Weise wird in
einer jeweiligen Hydraulikschaltung 26, 27 der von der Hydraulikpumpe
aufrecht erhaltenden Druck abgegriffen und dem in
der anderen Hydraulikschaltung platzierten entsperrbaren
Rückschlagventil als Entsperrsignal zugeleitet. Wird also die
Hydraulikpumpe 22 beispielsweise so betrieben, dass in der
ersten Hydraulikschaltung 26 ein Druckaufbau stattfindet und
durch das sich dabei öffnende zugeordnete entsperrbare Rückschlagventil
36a ein Einspeisen von Hydraulikfluid in die
erste Arbeitskammer 17 erfolgt, bewirkt der aufgebaute Druck
gleichzeitig eine Entsperren und Öffnen des entsperrbaren
Rückschlagventils 36b der zweiten Hydraulikschaltung 27, so
dass aus der zweiten Arbeitskammer 18 verdrängtes Hydraulikmedium
zur Hydraulikpumpe 22 zurückströmen kann. Der entsprechende
Ablauf ergibt sich bei umgekehrter Förderrichtung der
Hydraulikpumpe 22.The
Durch die entsperrbaren Rückschlagventile 36a, 36b ergibt
sich der Vorteil, dass die Abtriebseinheit 13 bei deaktivierter
Hydraulikpumpe 22 in ihrer momentanen Position festgehalten
wird, weil das in den Arbeitskammern 17, 18 und in den
sich daran anschließend bis hin zu den entsperrbaren Rückschlagventilen
36a und 36b in den Hydraulikschaltungen 26, 27
befindliche Fluid fest eingesperrt ist. Zum Halten einer bestimmten
Position der Abtriebseinheit 13 wird somit keine
Energie benötigt. By the
Die Realisierung eines weiteren Ausstattungsmerkmals der Antriebsvorrichtung
2 empfiehlt sich insbesondere bei Anwendungsfällen,
die ein sehr dynamisches Bewegungsverhalten der
Abtriebseinheit 13 erfordern, also abwechselnd hohe Beschleunigungen
bzw. Geschwindigkeiten und starkes Abbremsen. Dieses
Ausstattungsmerkmal besteht in einem zweckmäßigerweise in jede
Hydraulikschaltung 26, 27 integrierten Vorspannventil 38a,
38b, das die Fluidverbindung von der zugeordneten Arbeitskammer
17, 18 hin zur Hydraulikpumpe 22 nur freigibt, wenn und
solange sich in der momentan ausströmseitigen Arbeitskammer
ein vorbestimmter Mindestdruck aufgebaut hat, der als Öffnungsdruck
bezeichnet sei. Dieser Öffnungsdruck bewegt sich
typischerweise im Bereich zwischen 10% und 90% und dabei vorzugsweise
in einer Größenordnung zwischen 30% und 50% des von
der Hydraulikpumpe 22 maximal erzeugbaren Betriebsdruckes.
Beim Ausführungsbeispiel, bei dem der Arbeitsbereich der Hydraulikpumpe
22 zwischen 24 und 100 bar liegt, sind die beiden
Vorspannventile 38a, 38b auf einen Öffnungsdruck von etwa 50
bar ausgelegt.The realization of a further equipment feature of the drive device
2 is particularly recommended for use cases
which has a very dynamic movement
Die auch als Druckbegrenzungsventile bezeichenbaren, druckabhängig
öffnenden Vorspannventile 38a, 38b bewirken, dass der
Abtriebseinheit 13 zusätzlich zu der eigentlich zu bewegenden
Last eine Bremslast auferlegt wird, die es erst durch entsprechende
Druckerzeugung der Hydraulikpumpe 22 zu überwinden
gilt, um die Abtriebseinheit 13 in Bewegung zu versetzen.
Vernachlässigt man einmal die durch das Kraftabgriffsteil 14
zu betätigende externe Last und die auftretende Reibung, so
würde sich beim geschilderten Ausführungsbeispiel erst dann
eine Bewegung der Abtriebseinheit 13 einstellen, wenn durch
das eingespeiste Hydraulikmedium ein über 50 bar liegender
Druck aufgebaut wird.The pressure-dependent valves, which can also be referred to as pressure relief valves
opening
Wird die Abtriebseinheit 13 durch entsprechenden Druckaufbau
mit hoher Geschwindigkeit verlagert, so läßt sich der Abbremsvorgang
durch Reduzieren der Pumpleistung sehr einfach
beherrschen, weil der durch die Fluidvorspannung in der ausströmseitigen
Arbeitskammer herrschende Öffnungsdruck eine
als Bremskraft wirkende Gegenkraft zur Folge hat.The
Beim Ausführungsbeispiel enthalten die Vorspannventile jeweils
ein bewegliches Absperrglied 42, das durch eine dem
Öffnungsdruck entsprechende Federkraft in eine die Fluidverbindung
normalerweise unterbrechende Schließstellung vorgespannt
ist. Die Federkraft wird beispielsweise durch eine mechanische
Federeinrichtung 43 und/oder durch eine Gasfeder
geliefert. Durch schematisch angedeutete Einstellmittel 44
läßt sich die Federvorspannung zweckmäßigerweise variabel
einstellen, um den Öffnungsdruck zu beeinflussen und dementsprechend
eine Anpassung an den momentanen Einsatzfall der
Antriebsvorrichtung 2 zu ermöglichen.In the embodiment, the bias valves each contain
a movable shut-
Das Absperrglied 42 wird vom Hydraulikfluid der aüsströmseitigen
Arbeitskammer entgegen der Federkraft im Öffnungssinne
beaufschlagt und verlagert das Absperrglied in die Offenstellung,
wenn die aus dem Öffnungsdruck resultierende Stellkraft
größer ist als die Federkraft. Die Auslegung ist dabei zweckmäßigerweise
so getroffen, dass ein digitales Schaltverhalten
vorliegt und das Vorspannventil schlagartig in die maximale
Offenstellung umschaltet. The
Es versteht sich, dass auch lediglich eine der Hydraulikschaltungen mit einem Vorspannventil ausgestattet sein kann. Dies insbesondere dann, wenn nur in einer Bewegungsrichtung dynamische Bewegungen der geschilderten Art auftreten.It goes without saying that only one of the hydraulic circuits can be equipped with a preload valve. This is especially true if only in one direction of movement dynamic movements of the type described occur.
Da die Vorspannventile 38a, 38b in der betreffenden Hydraulikschaltung
26, 27 eine Fluidströmung von der Hydraulikpumpe
22 zum Hydraulikantrieb 5 nicht zulassen, ist ihnen jeweils
ein Rückschlagventil 45a, 45b parallel geschaltet, das in der
genannten Richtung eine Fluidströmung zulässt und in Gegenrichtung,
hin zur Hydraulikpumpe 22, absperrt.Since the
Innerhalb einer jeweiligen Hydraulikschaltung 26, 27 ist das
entsperrbare Rückschlagventil 36a, 36b mit den parallel geschalteten
Vorspann- und Rückschlagventilen 38a, 45a; 38b,
45b in Reihe geschaltet. Dabei befindet sich das Vorspannventil
38a, 38b zweckmäßigerweise in demjenigen Kanalabschnitt,
der sich zwischen dem entsperrbaren Rückschlagventil 36a, 36b
und dem Hydraulikantrieb 5 erstreckt.This is within a respective
Wie eingangs schon erwähnt, sind der Hydraulikantrieb 5, die
Hydraulikpumpe 22, die Hydraulikschaltungen 26, 27, der
Elektromotor 23 und das gegebenenfalls vorhandene Hydraulikfluid-Ausgleichsbehältnis
32 zu der Antriebseinheit 3 zusammengefasst.
Dabei können die rückseitig an das Gehäuse 6
angesetzten Komponenten durch ein am Gehäuse 6 fixiertes
Schutzgehäuse 46 abgedeckt sein, das vor Eindringen von Verunreinigungen
und Feuchtigkeit abschirmt. As already mentioned at the beginning, the
Es wäre auch möglich, den Hydraulikantrieb 5, den Ausgleichs-bzw.
Vorratsbehälter 32, die Hydraulikpumpe 22, den Elektromotor
23 mit Einstellmitteln 24, sowie die hydraulischen
Schaltungen 26, 27 in ein gemeinsames Gehäuse zu integrieren.It would also be possible to use the
Die Antriebsvorrichtung 2 läßt sich prinzipiell zu beliebigen
Antriebszwecken einsetzen, wobei auch unterschiedliche Bauarten
des Hydraulikantriebes 5 denkbar wären, beispielsweise
auch kolbenstangenlose Ausführungsformen. Besonders vorteilhaft
gestaltet sich der Einsatz der Antriebsvorrichtung 2 in
einer zu einer Antriebseinheit 3 zusammengefassten Bauform in
Verbindung mit einer Spannvorrichtung 1, wobei an die vordere
Stirnseite 15 des Gehäuses 6 die oben erwähnte Spanneinheit 4
angesetzt ist. Letztere kann wie abgebildet einen an das Gehäuse
6 angeflanschten Lagerungskopf 47 enthalten, in den das
aus dem Gehäuse 6 herausragende Ende der Abtriebseinheit 13
eintaucht und der einen schwenkbeweglichen Spannarm 48 trägt.
Dabei sind die Kraftabgriffsmittel 16 der Abtriebseinheit 13
über einen Kniehebelmechanismus 49 derart mit dem Spannarm 48
bewegungsgekoppelt, dass aus der Linearbewegung der Abtriebseinheit
13 eine Dreh- bzw. Schwenkbewegung des Spannarmes 48
abgeleitet wird. Dieser verfügt beim Ausführungsbeispiel über
einen drehfest verbundenen Schwenkhebel 50, an dem an einer
zur Schwenkachse 52 des Spannarmes 48 beabstandeten Lagerstelle
53 ein laschenartiges Zwischenglied 54 angelenkt ist,
das über eine weitere Lagerstelle 55 mit den Kraftabgriffsmitteln
16 gelenkig gekoppelt ist. The drive device 2 can in principle be any
Use drive purposes, with different types
of the
Um das Kraftabgriffsteil 14 und die diesem zugeordnete, im
Bereich einer vorderen Abschlusswand 59 des Kolbenaufnahmeraums
7 platzierte Dichtung 58 vor zu starkem Verschleiß zu
schützen, ist das Kraftabgriffsteil 14 mit seinem äußeren
Endabschnitt an Führungsmitteln 56 längsverschiebbar geführt
und zugleich in Querrichtung bezüglich der Schwenkachse 52
abgestützt. Die Führungsmittel 56 können beispielsweise von
einer oder mehreren, insbesondere nutartig ausgebildeten Führungsbahnen
gebildet sein.To the
Durch Betätigung des Hydraulikantriebs 5 kann der Schwenkarm
48 gemäß Doppelpfeil 57 zu einer Schwenkbewegung um die
Schwenkachse 52 veranlasst werden, um ihn wahlweise in einer
Spannstellung oder einer Freigabestellung zu positionieren.
In der Spannstellung kann er auf ein nicht näher dargestelltes
Werkstück einwirken, um dieses so fest zu spannen, dass
es bearbeitet werden kann. Die Spannvorrichtung 1 eignet sich
besonders zum Zusammenspannen von zu verschweißenden Werkstücken.By actuating the
Wie auch aus der Rückansicht der Figur 2 ersichtlich ist, ermöglicht
die Antriebseinheit 3 eine besonders schmale Bauweise.
Es ist insbesondere möglich, die Querschnittsabmessungen
der Antriebseinheit 3 so zu wählen, dass sie gleich oder geringer
sind als diejenigen, des Lagerungskopfes 47.As can also be seen from the rear view in FIG. 2, this is made possible
the
Da die Antriebsvorrichtung 2 weder servobetätigte Steuerventile
bzw. Proportionalventile noch Drosselventile benötigt,
sind an das verwendete Hydraulikmedium keine besonders hohen
Qualitätsanforderungen gestellt, was die zur Aufbereitung
notwendigen Maßnahmen auf ein Minimum reduziert. Häufiges
Auswechseln des Hydraulikmediums und Reinigen von Filtereinrichtungen
erübrigt sich. Die Bewegungsrichtung der Abtriebseinheit
13 wird allein durch die Drehrichtung des Gleichstrommotors
vorgegeben, wie auch die Hubgeschwindigkeit der
Abtriebseinheit 13 eine Funktion der Geschwindigkeit des
Gleichstrommotors bzw. der Pumpendrehzahl ist. Die einzige
Variable während des Betriebes der Antriebsvorrichtung 2 ist
beim Ausführungsbeispiel der Betriebszustand der Hydraulikpumpe
bzw. deren Drehzahl.Since the drive device 2 neither servo-operated control valves
or proportional valves still require throttle valves,
are not particularly high in the hydraulic medium used
Quality requirements, what the preparation
necessary measures reduced to a minimum. Frequent
Exchange of the hydraulic medium and cleaning of filter devices
is unnecessary. The direction of movement of the
Zum Ausführungsbeispiel kann nochmals zusammengefasst werden,
dass es sich vorzugsweise um eine Antriebsvorrichtung mit einem
durch ein hydraulisches Medium betätigbaren Hydraulikantrieb
5 handelt, dem eine Hydraulikpumpe 22 zur Zufuhr des
hydraulischen Mediums zugeordnet ist. Der Druckaufbau im aktivierten
Hydraulikantrieb 5 wird durch einstellbare Druckbegrenzungsventile
(Vorspannventile 38a, 38b), die druckabhängig
öffnend ausgebildet sind, sowie zu diesen parallelgeschaltete
Rückschlagventile 45a, 45b, gesteuert. Die Geschwindigkeit
des Antriebskolbens 8 des aktivierten Hydraulikantriebes
5 wird ausschließlich vom Volumenstrom des hydraulischen
Mediums in den hydraulischen Schaltungen 26, 27
bestimmt.The embodiment can be summarized again
that it is preferably a drive device with a
hydraulic drive operated by a
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