Antriebsvorrichtung mit gradlinigen, nach Länge und Geschwindigkeit veränderbaren Hubbewegungen Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebs- vorrichtung mit gradlinigen nach Länge und Ge schwindigkeit veränderbaren Hubbewegungen, insbe sondere für den Antrieb von Dosierpumpen.
An einen Dosierpumpenantrieb wird unter ande rem die Forderung gestellt, dass der Hub des Dosier pumpenkolbens möglichst während des Betriebes bei konstanter Kolbengeschwindigkeit verstellt werden kann. Ferner wird verlangt, dass die Sauggeschwin digkeit möglichst kleiner ist, als die Druckgeschwin digkeit, denn eine kleinere Sauggeschwindigkeit er höht den Füllungsgrad des Dosierpumpenraumes. Nach dem Saugvorgang soll eine kurze Bewegungs pause eingeschaltet werden, damit das Ansaugventil einwandfrei zu schliessen vermag.
Eine weitere we- aentliche Forderung ist der Einbau eines schlupf- freien Sicherungsgliedes, mit dessen Hilfe bei einem Druckanstieg in der Pumpe, der beispielsweise durch eine verstopfte Dosierleitung hervorgerufen wird, der Antrieb zum sofortigen Stillstand gebracht werden kann, bevor eine Beschädigung der Anlage eintritt.
Als Antrieb für solche Dosierpumpen sind durch weg mechanisch arbeitende Aggregate bekannt ge worden, in der Hauptsache verstellbare Schubkurbel und Gelenktriebe. Die Veränderung des Hubvolumens wird bei diesen Antrieben meist durch Verstellung der Hublänge des Förder- bzw. Verdrängerkolbens der Dosierpumpe selbst erreicht.
Um bei solchen mechanischen Getrieben die Ge samtfördermenge zu ändern, muss die Hubzahl des Kolbens, d. h. die Drehzahl, geändert werden, was sich üblicherweise nur mit zusätzlichen Regeltrieben oder regelbaren Getrieben erreichen lässt. Dabei ist es jedoch nicht möglicht, eine von der Ansaugge- schwindigkeit verschiedene Druckgeschwindigkeit zu erreichen, weil die Kolbengeschwindigkeit hier ent sprechend einer Sinusfunktion verläuft.
Aus dem glei chen Grunde ist es auch nicht möglich, in den End- lagen des Kolbens eine kurze Stillstandszeit vorzu sehen, um beim Übergang vom Saugen zum Drücken exakte öffnungs- und Schliesszeiten der Ventile zu sichern. Um beim Auftreten eines Widerstandes in der Druckleitung einen gefährlich hohen Druckanstieg zu vermeiden, ist bei diesen Ausbildungsformen als Si cherung ein Bruchhebel in dem Antriebsgestänge vor gesehen.
Dieser Hebel bricht bei Erreichen eines be stimmten Druckes und der Antrieb kann weiterlaufen, ohne den Dosierkolben mitzunehmen. Es hat sich bisher keime Möglichkeit ergeben, diese komplizierte Sicherung, bei der das Einsetzen eines neuen Bruch hebels nicht nur Fehlzeit kostet, .sondern auch grösse- re Kosten verursacht, beispielsweise durch Zwischen schaltung einer Rutschkupplung, zu ersetzen,
weil Rutschkupplungen während des normalen Betriebes zu Fehldosierungen führen können.
Die erfindungsgemässe Antriebsvorrichtung ist ge kennzeichnet durch wenigstens einen in einem Ge häuse geführten, doppelseitig druckmittelbeaufschlag- baren Kolben, der mit Erreichen der jeweiligen Hub- endlage zum Anschlag gelagende Steuerelemente zur Richtungsumsteuerung des Druckmittelstroms betätigt.
Nachfolgend werden anhand der Zeichnung Aus führungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes be schrieben.
Es zeigen: Fig. 1 das erste Ausführungsbeispiel mit einem Antriebsorgan, im Axialschnitt, Fig. 2 das gleiche Ausführungsbeispiel in einer anderen Bewegungsphase, Fig. 3 das zweite Ausführungsbeispiel mit einem Antriebsorgan, ebenfalls im Axialschnitt, Fig. 4 das dritte Ausführungsbeispiel, mit einem Antriebsorgan, im Axialschni@tt, Fig. 5 das hydraulische und elektrische Schalt schema für das dritte Ausführungsbeispiel,
Fig. 6 das hydraulische und elektrische Schalt schema bei Verwendung mehrerer zusammengeschal teter Antriebsorgane, Fig. 7 und 8 in graphischer Darstellung den Ver lauf des Saug- und Druckvorgangs als Zeit-Geschwin- digkeitskurve.
Beim ersten Ausführungsbeispiel gemäss den Fig. 1 und 2 wird die Zahnradpumpe 22 von einem Elektromotor 21 angetrieben. Die Fördermenge der Pumpe regelt der Mengenregler 23. Das Druckmittel gelangt von dem Mengenregler in den Stutzen 50 des Zylinders 24 und drückt den Kolben 35 aus der in Fig. 1 dargestellten Lage in die in Fig. 2 wiedergege bene Lage; dabei wird das im Zylinderraum 26 be findliche Druckmittel über die im Kolben 35 vorge sehene Bohrung 27 und über die Zylinderbohrungen für die Steuerkolben 28 und 29 in die Abflussleitung 30 und von dort zum Abflusstutzen 51 .gedrängt.
Bei Einlauf des Kolbens 35 in die in Fig. 2 gezeigte Lage kommt der über den Kolbenboden hinausragende Verlängerungsansatz 29a des Steuerkolbens 29 mit seiner Stirnfläche an den Hubbegrenzungsanschlag 45 zur Anlage und führt dabei eine der Bewegung des Kolbens 35 entgegengesetzte Steuerbewegung des Steuerkolbens 29 herbei. Diese Steuerbewegung be wirkt, dass das Druckmittel nunmehr von der Pum pe 22 über die Bohrung 32 in den Raum 34, von dort in die Bohrung 33 fliesst und dabei den Steuerkolben 28 aus der in Fig. 1 gezeigten in die in Fig. 2 darge stellte Lage drückt.
Gleichzeitig wurde durch den Steuerkolben 29 der Abfluss des Druckmittels zur Leitung 30 gesperrt und der Zufluss des Druckmittels über die Bohrung 32 und 27 zum Zylinderraum 26 freigegeben. Diese Freigabe bewirkt, dass sich der Kolben 35 wieder in die in Fig. 1 gezeigte Lage zu rückbewegt.
Mit dem Hineinbewegen in diese Lage verschiebt sich der Steuerkolben 29 erneut wieder entgegengesetzt der Bewegung des Kolbens 35 in die in Fig. 1 gezeichnete Lage weil die Stirnfläche des Verlängerungsansatzes 29 b dabei an dem Zylinder deckel 56 zur Anlage gelangt. Diese Steuerbewegung hat zur Folge, dass nunmehr wieder der Raum 34 über die Bohrung 33 mit dem Abfluss 30 verbunden wird und das Spiel mit dem Einströmen des Druck- mittels von der Pumpe 22 her in Stutzen 50 vor den Kolben 35 erneut beginnen kann.
Die Veränderung der Hublänge des Antriebsorgans wird unter Kon- stanthaltung des toten Raumes dadurch erreicht, dass an der einen Deckelseite des Zylinders 24 ein Hubbegrenzungsanschlag 45 vorgesehen ist, der mittels eines in einer Gewindebohrung sitzenden Ge windebolzens 36 der über das bei 52 im Zylinder deckel 57 gelagerte Wellenende 37 gedreht werden kann, axial in Richtung auf den Kolben 35 bzw. von diesem weg verschiebbar ist. Der Hubbegrenzungsan- sohlag 45 wird durch einen Stift 38 drehgesichert.
Da insbesondere bei dem beschriebenen Ausführungsbei spiel die Hubzahl pro Zeiteinheit auch bei Verände rung der Hubstrecke gleich bleiben muss, wird mit der Hublängenänderung eine Änderung der Zuflussmen- ge des Druckmittels vorgenommen die eine entspre chend verlangsamte oder beschleunigte Bewegung des Kolbens zur Folge hat. Zur Überwachung der Hub zahl pro Zeiteinnheit im dargelegten Sinne sind an dem Hubbegrenzungsanschlag 45 Kontakte 39 vorge sehen die jeweils überbrückt werden wenn der Kolben 35 die in Fig. 2 gezeichnete Lage einimmt und dabei die Auslösung eines Impulses bewirken.
Mit Hilfe einer nicht zur Erfindung gehörigen üblichen Impu,ls- zählsehaltung lässt sich so nicht nur die Einschaltung festgelegter Hubzahlen pro Zeiteinheit überwachen, sondern darüber hinaus das synchrone Arbeiten meh rerer parallel arbeitender zu Gruppen zusammenge schalteter Antriebsorgane. Dabei wird zweckmässig so verfahren, dass ein zeitlich vorlaufender Kolben 35 solange in einer Endstellung festgehalten wird, bis der Kolben des zeitlich am weitesten zurückgebliebe nen Antriebsorgans die festgelegte Impulszahl pro Zeiteinheit wieder erreicht hat.
Es ist aber auch möglich, anstelle dieser Me thode in Abhängigkeit von den jeweiligen Impuls- zählergebnissern eine Regulierung der Hubgeschwin digkeit des betreffenden Kolbens 35 in der Weise vor zunehmen, dass die Welle 37 mit dem Gewindebolzen 36 jeweils motorisch die Hublänge des Kolbens 35 verstellt.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel gemäss der Fig. 3 werden die Kontakte 39 sowohl am Hubbe- grenzungsanschlag 45 als auch an dem diesem gegen überliegenden Zylinderdeckel 56 angeordnet, dann lässt sich mit dieser Anordnung erreichen, dass das Druckmittel bei Überbrückung dieser Kontakte durch den Kolben 35 mittels eines dabei abwechselnd in die eine oder andere Ausgangslage des Steuermagnet schiebers 58 die Umsteuerung des Kolbens 35 im An triebssinne bewirkt. Die beim ersten Ausführungs beispiel um Kalben 35 vorgesehenen Steuerkolben 28, 29 fallen hier weg.
Beim dritten Ausführungsbeispiel gemäss der Fig. 4 ist die Verbindung der Antriebsvorrichtung mit einer Dosierpumpe angedeutet. Der Kopf 1 der im übrigen nicht gezeichneten Dosierpumpe ist an das Gehäuse des Antriebsorgans angeflanscht. Seine Kol benwelle 4 ist über eine Kupplung 3 mit der Kolben- stange 5 des Antriebsorgans gekuppelt. Der hohl zylindrische Kolben 6 gleitet auf der Kolbenstange 5; er kann sich dabei zwischen den beiden Zylinder deckeln 2a und 2b mit konstantem Hub, begrenzt durch die in den Zylinderdeckeln sitzenden elektri schen Kontakte 7 hin und her bewegen.
Die Kolben stange 5 gleitet mit einem in der Nähe des Dosier pumpenkopfes 1 gelegenen Teilbereich in der Kerb- verzahnung der Büchse 2c und ist an ihrem diesem abgewandten freien Ende durch ein Gewinde 5b mit einer Rohrhülse 10 verbunden, die einerseits eben falls mittels Kerbverzahnung 12 gleitend im Innern einer Schraubhülse 9a lagert und anderseits mit ihrer Ringstirn einen Anschlag 9b für einen an der Innen wand des Kolbens 6 vorgesehenen ebenfalls ring förmigen Mitnehmer 6a bildet.
Auf den Umfang der Schraubhülse 9a die mit einem Aussengewinde in einen Rohrstutzenansatz 2d des Gehäuses 2 einge schraubt ist, sitzt ein hier gerändelter Verstellkopf 9. Den anderen Anschlag für den Mietnehmer 6a bildet ein Ringbund 5a der Kolbenstange 5. In dem Kolben 6 sind ferner zwei ineinander entgegengesetzter Richtung wirksame Überströmventile 8 vorgesehen, von denen nur eins gezeichnet ist.
In der gezeichneten Stellung der Anschläge 5a .und 9:b kann sich der Mitnehmer 6a des Kolbens 6 auf dessen Hubstrecke frei hin und her bewegen d. h. die Kolbenstange 5 wird nicht mit genommen und der Kolben führt infolgedessen in Bezug auf die Kolbenwelle 4 der Dosierpumpe Leer hübe aus. Beim Drehen des Verstellkopfes 9 wird des sen Drehbewegung über die Schraubhülse 9a und die Kerbverzahnung 9c .auf die Rohrhülse 10 übertragen. Die Drehung dieser Hülse bewirkt eine axiale Rela tivbewegung zwischen der Hülse 10 selbst und der Kolbenstange 5.
Diese Relativbewegung hat im hier erläuterten Fall eine Verkürzung des Abstandes zwi schen den beiden Anschlägen 5a und 9b, d. h. der zwischen diesen gebildeten Ringnut 11, zur Folge. Der Mitnehmer 6a des Kolbens 6 nimmt infolgedessen nunmehr die Kolbenstange 5 auf einen Teil des We ges des Kolbens 6 mit und bewirkt die Übertragung eines entsprechenden Hubes auf die Kolbenwelle 4 der Dosierpumpe. Wird die Verstellung soweit fortgesetzt, dass die Anschläge 5a und 9b beiderseits des Mit nehmers 6a zur Anlage gelangen,
dann überträgt der Mitnehmer den gesamten Hub des Kolbens 6 auf die Dosierpumpe. Es wird sich also jede gewünschte Teil grösse des Kolbenhubes des Kolbens 6 als Dosierhub auf die Dosierpumpe übertragen. Um ein weiches An fahren zu gewährleisten, erfolgt die Mitnahme der Kolbenstange über eine hydraulische Dämpfungsan- ordnung, deren Ablauf 15 unter leichter Vorspannung steht.
In Fig. 5 ist die Schaltung für den Betrieb einer solchen Antriebsvorrichtung dargestellt. Der Zylin der 2 wird von der Pumpe 17 über ein magnetbetätig tes Wegeventil gesteuert. Die Mengeneinstellung des Druckmittels erfolgt über einen Mengenregler. Durch die entsprechende Einstellung kann die Vorlaufbewe gung des Kolbens gleich, oder langsamer oder :schnel- ler als die Rücklaufbewegung gemacht werden.
So bald der Kolben 6 ,in eine der beiden Endstellungen gelangt, werden die Kontakte 7 überbrückt .und da durch das Wegeventil 18 geschaltet. Dies hat die Umsteuerung des Druckmittels im Zylinder zur Fol ge. Bei Auftreten eines Widerstandes beispielsweise infolge Verstopfung in der Dosierleitung erfolgt der entsprechende Druckanstieg in der Antriebspumpen leitung nur solange, bis das Überdruckventil 20 an spricht.
Der Kolben 6 bleibt dann durch den auftre tenden Widerstand und das Ansprechen des über- druckventils solange stehen, bis der Widerstand .in der Dosierleitung beseitigt ist. Bei längerer Ansprech- dauer des Überdruckventils kann die Anlage bei spielsweise mit Hilfe eines Zeitrelais abgeschaltet wer den.
Aus Fig. 6 ist die hydraulisch-synchrone Schal tung von vier Antriebsorganen 22 bis 25 wiedergege ben. Die einzelnen Zylinder der Antr'sebsorgane sind hydraulisch in Reihe geschaltet. Die Umsteuerung der Dosierpumpen erfolgt mit Hilfe der ebenfalls in Reihe geschalteten Kontakte 7.
Sobald diese durch die Kol ben 6 überbrückt werden, bekommen die Magnete 21 und 21a Spannung und bewirken die Umschaltung. Da beim Auftreten grösserer Lecköhnengen dn einem Zylinder die nachfolgenden Zylinder nicht .in ihre Endlage gelangen würden, sind in die Kolben 6 ein ander entgegen gerichtete überströmventile 8 einge baut.
Kommt einer der vier Kolben 6 früher als die anderen in seiner Endlage an, dann öffnet die ent stehende Druckerhöhung das überströmventil 8 und das Druckmittel kann in den nächstfolgenden Zylinder fliessen. Befindet sich auch dieser Kolben bereits in seiner Endlage, so strömt das Druckmittel auch dort durch das entsprechende überströmventil B. in den nächsten Zylinder :usw. bis alle Kolben ihre Endlage erreicht haben.
Der durch die Kontakte 7 gesteuerte Stromkreis ist erst geschlossen, wenn alle Kolben ihre Endlage erreicht haben weil auch diese Kontakte in Reihe geschaltet wurden. Auf diese einfache Weise lässt sich die .notwendige Synchronisierung der Ein zelaggregate gewährleisten.
Bleibt einer der Kolben durch Widerstand in der Dosierleitung stehen, dann fliesst das Druckmittel durch die übrigen Zylinder in die Rückleitung ab, da die in Reihe geschalteten Kontakte nicht geschlossen werden können, bis die Anlage durch ein Zeitrelais abgeschaltet und der Fehler signalisiert worden ist. Zur selbsttätigen hydraulischen Umstellung kann ausser den Kontakten 7 auch eine hydraulisch wirken de Umschalteinrichtung vorgesehen werden, die die Elektrowegeventile entbehrlich macht.
Durch Zwi schenschaltung entsprechender Mengenregler 19 kann die Vor- und Rücklaufgeschwindigkeit der Kolben jeweils getrennt eingestellt werden, so dass sich der jeweiPge Druckhub gleich, langsamer oder schneller als der zugehörige Ansaughub einstellen lassen.
Der wesentlichste Vorteil der beschriebenen An triebsvorrichtung besteht in der Möglichkeit der stu fenlosen Veränderung der Ansauggeschwindigkeit des Dosierpumpenkolbens gegenüber der Ausstossge- schwindigkeit. Je nach Art des Dosiergut .sehr exakt dosiert werden müssen. Die Veränderungsmöglich keit der Saug- und Druckgeschwindigkeit erlaubt be sonders bei Mehrfachdosierungen die Erzielung be sonderer Effekte, z. B. Farbwirkungen.
Da die Pumpe mit dem Elektromotor gegebenenfalls in einem ande ren Raum als die Dosierpumpen selbst aufgestellt werden kann, erhöht sich die Explosionssicherheit des Antriebes bei Verwendung leicht entzündlichen Do- siergutes.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung eignet sich nicht nur als Dosierpumpenantrieb, sondern. auch für alle Zwecke, bei denen gleiche Kolbenflächen ohne durchgehende Kolbenstange erforderlich sind. Ferner kann die Vorrichtung dort Anwendung finden, wo ein selbsttätiges Umschalten von Bewegungsvorgängen bei gleichen oder verschiedenen Geschwindigkeiten er wünscht wird, wie dies z. B. bei Werkzeugmaschinen der Fall ist.
Drive device with linear stroke movements that can be changed in length and speed. The present invention relates to a drive device with linear stroke movements that can be changed in length and speed, in particular for the drive of metering pumps.
One of the requirements placed on a metering pump drive is that the stroke of the metering pump piston can be adjusted if possible during operation at a constant piston speed. Furthermore, it is required that the suction speed is as low as possible than the pressure speed, because a lower suction speed increases the filling level of the dosing pump chamber. After the suction process, a short pause should be switched on so that the suction valve can close properly.
Another important requirement is the installation of a slip-free safety element, with the aid of which the drive can be brought to an immediate standstill before the system is damaged in the event of a pressure increase in the pump, caused for example by a clogged metering line.
As a drive for such metering pumps have been known ge through mechanically operating units, mainly adjustable crank and articulated drives. With these drives, the change in the stroke volume is usually achieved by adjusting the stroke length of the delivery or displacement piston of the metering pump itself.
In order to change the total flow rate in such mechanical transmissions, the number of strokes of the piston, i.e. H. the speed, can be changed, which can usually only be achieved with additional variable speed drives or variable speed gears. In this case, however, it is not possible to achieve a printing speed that differs from the suction speed, because the piston speed here is a sinusoidal function.
For the same reason, it is also not possible to provide for a short downtime in the end positions of the piston in order to ensure exact opening and closing times of the valves during the transition from sucking to pushing. In order to avoid a dangerously high pressure increase when a resistance occurs in the pressure line, a break lever in the drive linkage is seen in these forms of formation as a safety device.
This lever breaks when a certain pressure is reached and the drive can continue to run without taking the metering piston with it. So far there has been no possibility of replacing this complicated safety device, in which inserting a new break lever not only costs absenteeism, but also causes greater costs, for example by interposing a slip clutch.
because slip clutches can lead to incorrect dosing during normal operation.
The drive device according to the invention is characterized by at least one piston which is guided in a housing and can be acted upon by pressure medium on both sides, which actuates control elements which are positioned against the stop to reverse the direction of the pressure medium flow when the respective stroke end position is reached.
Below are based on the drawing from exemplary embodiments of the subject invention be written.
1 shows the first exemplary embodiment with a drive element, in axial section, FIG. 2 shows the same exemplary embodiment in a different movement phase, FIG. 3 shows the second exemplary embodiment with a drive element, also in axial section, FIG. 4 shows the third exemplary embodiment with a Drive organ, in the Axialschni @ tt, Fig. 5 the hydraulic and electrical circuit diagram for the third embodiment,
6 shows the hydraulic and electrical circuit diagram when using several drive elements connected together, FIGS. 7 and 8 graphically show the course of the suction and pressure processes as a time-speed curve.
In the first exemplary embodiment according to FIGS. 1 and 2, the gear pump 22 is driven by an electric motor 21. The flow rate of the pump is regulated by the flow rate regulator 23. The pressure medium passes from the flow rate regulator into the nozzle 50 of the cylinder 24 and pushes the piston 35 from the position shown in FIG. 1 into the position shown in FIG. 2; in the process, the pressure medium in the cylinder chamber 26 is forced through the bore 27 provided in the piston 35 and through the cylinder bores for the control pistons 28 and 29 into the drain line 30 and from there to the drain nozzle 51.
When the piston 35 enters the position shown in FIG. 2, the extension shoulder 29a of the control piston 29 protruding beyond the piston head comes to rest with its end face on the stroke limiting stop 45 and thereby causes a control movement of the control piston 29 opposite to the movement of the piston 35. This control movement has the effect that the pressure medium now flows from the Pum pe 22 via the bore 32 into the space 34, from there into the bore 33, while the control piston 28 from the one shown in FIG. 1 to the one shown in FIG. 2 was Darge Location presses.
At the same time, the outflow of the pressure medium to the line 30 was blocked by the control piston 29 and the inflow of the pressure medium via the bore 32 and 27 to the cylinder chamber 26 was released. This release causes the piston 35 to move back into the position shown in FIG. 1.
With the movement into this position, the control piston 29 moves again opposite to the movement of the piston 35 in the position shown in Fig. 1 because the end face of the extension neck 29 b thereby on the cylinder cover 56 comes to rest. This control movement has the consequence that the space 34 is now again connected to the drain 30 via the bore 33 and the play with the inflow of the pressure medium from the pump 22 into the nozzle 50 in front of the piston 35 can begin again.
The change in the stroke length of the drive element is achieved while keeping the dead space constant in that a stroke limiting stop 45 is provided on one side of the cover of the cylinder 24, which by means of a threaded bolt 36 seated in a threaded hole is connected to the cylinder cover 57 at 52 mounted shaft end 37 can be rotated axially in the direction of the piston 35 or away from it. The stroke limiting sohlag 45 is secured against rotation by a pin 38.
Since the number of strokes per unit of time must remain the same even if the stroke length is changed, in particular in the exemplary embodiment described, a change in the flow rate of the pressure medium is made with the change in stroke length, which results in a correspondingly slowed down or accelerated movement of the piston. To monitor the number of strokes per unit of time in the sense set out above, contacts 39 are provided on the stroke limit stop 45 and are each bridged when the piston 35 assumes the position shown in FIG. 2 and thereby triggering a pulse.
With the help of a customary pulse counting circuit, which is not part of the invention, not only the activation of fixed strokes per unit of time can be monitored, but also the synchronous operation of several drive elements working in parallel in groups. It is expedient to proceed in such a way that a chronologically leading piston 35 is held in an end position until the piston of the drive element that has lagged furthest behind in time has again reached the specified number of pulses per unit of time.
It is also possible, instead of this method, to regulate the stroke speed of the relevant piston 35 as a function of the respective pulse counter results in such a way that the shaft 37 with the threaded bolt 36 adjusts the stroke length of the piston 35 by motor.
In the second exemplary embodiment according to FIG. 3, the contacts 39 are arranged both on the stroke limitation stop 45 and on the cylinder cover 56 lying opposite it. This arrangement then enables the pressure medium to be released when these contacts are bridged by the piston 35 by means of a alternately in one or the other starting position of the control magnet slide 58, the reversal of the piston 35 in the driving sense causes. The control piston 28, 29 provided in the first embodiment, for example by calves 35, are omitted here.
In the third embodiment according to FIG. 4, the connection of the drive device to a metering pump is indicated. The head 1 of the metering pump, which is otherwise not shown, is flanged to the housing of the drive element. Its piston shaft 4 is coupled to the piston rod 5 of the drive member via a coupling 3. The hollow cylindrical piston 6 slides on the piston rod 5; he can move between the two cylinder covers 2a and 2b with a constant stroke, limited by the electrical contacts 7 seated in the cylinder covers back and forth.
The piston rod 5 slides with a portion located near the metering pump head 1 in the serration of the sleeve 2c and is connected at its free end facing away from this by a thread 5b with a tubular sleeve 10, which on the one hand also slides by means of serration 12 inside a screw sleeve 9a and on the other hand forms a stop 9b for a provided on the inner wall of the piston 6 also ring-shaped driver 6a with its ring face.
On the circumference of the screw sleeve 9a, which is screwed with an external thread into a pipe socket extension 2d of the housing 2, sits an adjusting head 9 knurled here. The other stop for the tenant 6a is an annular collar 5a of the piston rod 5. In the piston 6 there are also two overflow valves 8 effective in opposite directions are provided, only one of which is shown.
In the position shown of the stops 5a .and 9: b, the driver 6a of the piston 6 can move freely to and fro on its stroke distance d. H. the piston rod 5 is not taken with it and the piston consequently performs empty strokes with respect to the piston shaft 4 of the metering pump. When the adjusting head 9 is rotated, its rotational movement is transmitted to the tubular sleeve 10 via the screw sleeve 9a and the serration 9c. The rotation of this sleeve causes an axial relative movement between the sleeve 10 itself and the piston rod 5.
In the case explained here, this relative movement has a shortening of the distance between the two stops 5a and 9b, i.e. H. of the annular groove 11 formed between them. The driver 6a of the piston 6 consequently now takes the piston rod 5 to part of the We total of the piston 6 and causes the transmission of a corresponding stroke to the piston shaft 4 of the metering pump. If the adjustment is continued so far that the stops 5a and 9b come to rest on both sides of the driver 6a,
then the driver transfers the entire stroke of the piston 6 to the metering pump. So every desired part size of the piston stroke of the piston 6 will be transmitted as a metering stroke to the metering pump. In order to ensure a smooth start, the piston rod is driven by a hydraulic damping arrangement, the outlet 15 of which is under slight pretension.
In Fig. 5 the circuit for the operation of such a drive device is shown. The cylinder 2 is controlled by the pump 17 via a solenoid actuated directional control valve. The volume of the pressure medium is adjusted via a volume regulator. With the appropriate setting, the forward movement of the piston can be made the same or slower or: faster than the return movement.
As soon as the piston 6 reaches one of the two end positions, the contacts 7 are bridged and switched by the directional control valve 18. This results in the reversal of the pressure medium in the cylinder. If a resistance occurs, for example due to a blockage in the metering line, the corresponding pressure increase in the drive pump line only takes place until the pressure relief valve 20 speaks.
The piston 6 then remains due to the resistance that occurs and the response of the pressure relief valve until the resistance in the metering line has been eliminated. With a longer response time of the pressure relief valve, the system can be switched off with the help of a time relay, for example.
From Fig. 6, the hydraulic-synchronous scarf device of four drive elements 22 to 25 is ben reproduced. The individual cylinders of the drive system are hydraulically connected in series. The metering pumps are reversed with the help of contacts 7, which are also connected in series.
As soon as these are bridged by the Kol ben 6, the magnets 21 and 21a get voltage and cause the switch. Since the following cylinders would not reach their end position if larger amounts of leakage occur in one cylinder, an opposite overflow valve 8 is built into the piston 6.
If one of the four pistons 6 arrives in its end position earlier than the others, the resulting pressure increase opens the overflow valve 8 and the pressure medium can flow into the next cylinder. If this piston is already in its end position, the pressure medium flows there through the corresponding overflow valve B. into the next cylinder: etc. until all pistons have reached their end position.
The circuit controlled by contacts 7 is only closed when all pistons have reached their end positions because these contacts have also been connected in series. In this simple way, the necessary synchronization of the individual units can be ensured.
If one of the pistons stops due to resistance in the metering line, the pressure medium flows through the remaining cylinders into the return line, since the contacts connected in series cannot be closed until the system has been switched off by a time relay and the error has been signaled. For automatic hydraulic changeover, in addition to the contacts 7, a hydraulically acting switchover device can be provided which makes the electric directional control valves unnecessary.
By interposing appropriate volume regulators 19, the forward and reverse speeds of the pistons can each be set separately so that the respective pressure stroke can be set to be the same, slower or faster than the associated suction stroke.
The most important advantage of the drive device described is the possibility of continuously changing the suction speed of the metering pump piston compared to the discharge speed. Depending on the type of material to be dosed, it must be dosed very precisely. The ability to change the suction and pressure speed allows be especially with multiple doses to achieve be special effects such. B. Color effects.
Since the pump with the electric motor can, if necessary, be set up in a different room than the metering pumps themselves, the explosion safety of the drive is increased when using easily inflammable metered material.
The device according to the invention is not only suitable as a metering pump drive, but. also for all purposes that require the same piston area without a continuous piston rod. Furthermore, the device can be used where an automatic switching of motion processes at the same or different speeds he desires, as z. B. is the case with machine tools.