DD209882A5 - ELECTROHYDRAULIC ADJUSTING DEVICE - Google Patents
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Abstract
Elektrohydraulische Verstellvorrichtung in einem Gehaeuse mit einem elektrischen Antriebsmotor und einer damit angetriebenen Pumpe fuer eine Betriebsfluessigkeit, die einen Stellkolben beaufschlagt. Zwischen dem Zylinder fuer den Stellkolben und dem Gehaeuse besteht ein ringfoermiger Raum fuer die Betriebsfluessigkeit, der ueber einen Verbindungsraum mit dem Stellkolbenraum in Verbindung steht, wobei in senkrechter Einbaulage der Spiegel der Betriebsfluessigkeit oberhalb des Verbindungsraumes liegt. Ueber dem Fluessigkeitsspiegel befindet sich ein Luftraum wodurch bei jedem Stroemungsvorgang Luft in die Betriebsfluessigkeit untergemischt wird, was zu einer Verminderung der Hubkraft der Verstellvorrichtung fuehrt. Zur Vermeidung der Luftuntermischung ist das Gehaeuse (18) quaderfoermig ausgebildet und der Verbindungsraum (26) durch eine Stufe (37) in der ihn begrenzenden Seitenwand (38) mit einer gewoelbten Leitflaeche (25) derart ausgebildet, dass die Betriebsfluessigkeit zwischen dem ringfoermigen Raum (32) und dem Stellkolbenraum (30) hindurchgefuehrt wird, ohne den Spiegel der Betriebsfluessigkeit zu erreichen. Ferner ist zur Bildung eines Ausgleichvolumens zwischen Gehaeuse (18) und Zylinder (17) eine Schottwand (14) mit einer Bohrung (13) vorgesehen.Electrohydraulic adjusting device in a housing with an electric drive motor and a pump driven therewith for an operating fluid, which acts on an actuating piston. Between the cylinder for the actuator piston and the housing there is a ringfoermiger space for the operating fluid, which communicates via a connecting space with the actuating piston chamber in connection, wherein in vertical mounting position, the mirror of the operating fluid is above the connecting space. Above the liquid level there is an air space whereby air is mixed into the operating fluid at each flow process, which leads to a reduction of the lifting force of the adjusting device. To avoid air mixing, the housing (18) is cuboidal and the connection space (26) is formed by a step (37) in the side wall (38) defining it with a curved guide surface (25) such that the operating fluid between the annular space (FIG. 32) and the actuating piston space (30) is passed through without reaching the level of Betriebsfluessigkeit. Furthermore, a bulkhead (14) with a bore (13) is provided to form a compensation volume between housing (18) and cylinder (17).
Description
_4- 22.4.1983_4- 22.4.1983
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Elektrohydraulische Yerstellvorrichtung Anwendungsgebiet der Erfindung;Electrohydraulic adjusting device Field of application of the invention;
Die Erfindung besieht sich auf eine elektrohydraulisch^ Verstellvorrichtung in einem Gehäuse mit einem elektrischen Antriebsmotor, einer damit angetriebenen ein- oder mehrstufigen Pumpe für eine Betriebsflüssigkeit, durch die ein ein- oder mehrstufiger in einem Zylinder geführter Stellkolben, der durch eine Kolbenstange mit einer Drucklasche verbunden ist, beaufschlagt wird, des weiteren einem zwischen Pumpe und Stellkolben befindlichen Leitring mit Leit schaufeln, einer zwischen Stellkolben und Gehäuse eingebauten Rückstellfeder oder einem auf die Drucklasche wirkenden Gegengewicht, einem zwischen Zylinder und Gehäuse ausgebildeten ringförmigen Raum für die Betriebsflüssigkeit und mit einem Verbindungsraum zwischen dem ringförmigen Raum und dem Stellkolbenraum, in welcher Vorrichtung bei senkrechter Einbaulage (Drucklasche oben) der Spiegel der Betriebsflüssigkeit oberhalb des Verbindungsraumes, liegt und sich über dem Spiegel ein Luftraum befindet·The invention relates to an electrohydraulic adjusting device in a housing with an electric drive motor, a single-stage or multistage pump driven therewith for an operating fluid, through which a single-stage or multi-stage actuating piston guided in a cylinder is connected by a piston rod to a pressure lug is, is acted upon, further a located between the pump and control piston guide ring with vanes, a built-in actuator piston and housing return spring or acting on the pressure lug counterweight, an annular space formed between cylinder and housing for the operating fluid and a connection space between the annular space and the actuating piston space, in which device in the vertical installation position (pressure tab on top), the mirror of the operating fluid above the connecting space, and is located above the mirror an air space ·
Sine derartige Verstellvorrichtung (dargestellt in senkrechter Einbaulage) ist durch die DE-OS 2 729 343 bekannt.Sine such adjustment (shown in vertical mounting position) is known from DE-OS 2,729,343.
Im Stillstand der elektr©hydraulischen Verstellvorrichtung befindet sich der Stellkolben mit Kolbenstange und Drucklasche in der unteren Endlage. Der Stellkolben ist dabei in einem in das Gehäuse eingesetzten Zylinder geführt« Zwischen Zylinder und Gehäuse befindet sich ein ringförmiger Raum. IJach Einschalten des elektrischen Antriebsmotors drückt das Pumpenrad der Pumpe die hydraulische Betriebsflüssigkeit über den Leitring unter den Stellkolben und verschiebt dadurch den Stellkolben mit der Kolbenstange und Drucklasche gegen die Kraft einer Rückstellfeder oder eines Gegengewich-When the electro-hydraulic adjusting device is at a standstill, the adjusting piston with piston rod and pressure lug is in the lower end position. The actuator piston is guided in a cylinder inserted into the housing. "Between the cylinder and the housing there is an annular space. After switching on the electric drive motor, the impeller of the pump presses the hydraulic operating fluid via the guide ring under the control piston and thereby displaces the actuating piston with the piston rod and pressure plate against the force of a return spring or a counterweight.
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tes in die obere Endlage. Dabei strömt die Betriebsflüssigkeit von dem Raum über dem Stellkolben über einen Verbindungsraum über den ringförmigen Raum zwischen Zylinder und Gehäuse zum Eintritt in den Pumpenansaugraum. Hach. dem Ausschalten des'Antriebsmotors geht der Stellkolben im Zylinder durch die Rückstellfeder oder das Gegengewichtes mieder in die Ausgangsstellung zurück. Dabei strömt die Betriebsflüssigkeit in entgegengesetzter Richtung Ton dem Pumpenansaugraura über den ringförmigen Raum, den erwähnten Verbindungsraum wieder in den Raum über dem Stellkolben, wobei die aus dem Verbindungsraum strömende Betriebsflüssigkeit so umgelenkt wird, daß es nicht mit dem Flüssigkeitsspiegel in Berührung kommt.tes in the upper end position. In this case, the operating fluid flows from the space above the actuating piston via a connecting space via the annular space between the cylinder and housing for entry into the Pumpenansaugraum. Hach. When the drive motor is switched off, the control piston in the cylinder returns to the initial position through the return spring or the counterweight. In this case, the operating fluid flows in the opposite direction Ton the Pumpenansaugraura on the annular space, the aforementioned connection space again in the space above the actuating piston, wherein the operating fluid flowing out of the connecting space is deflected so that it does not come into contact with the liquid level.
Über der Betriebsflüssigkeit liegt ein Luftraum, wodurch verhindert wird, daß bei Erwärmung durch die Ausdehnung der Betriebsflüssigkeit der Druck in dem Gehäuse nicht zu hoch ansteigt. Dieser Luftraum ist bei bekannten Verstellvorrichtun- . gen außen an dem Gehäuse angesetzt· Damit wird' der umbaute Raum ziemlich groß. Am Betriebsflüssigkeitsspiegel ^Nlrä. bei jedem Strömungsvorgang Luft,aus dem Luftraum in die Betriebsflüssigkeit untergemischt, so daß der Luftraum kleiner wird und der Druck in dem Gehäuse ansteigt. Durch die Luftuntermischung wird das spes. Gewicht der Betriebsflüssigkeit verringert, so daß dadurch die Hubkraft der Verstellvorrichtung vermindert wird· Außerdem wird die Luftuntermischung durch Anhebung des Betriebsflüssigkeitsspiegels beim Einfahren der Kolbenstange in das Gehäuse durch Yolumenverdrängung noch verstärkt»Over the operating fluid is an air space, thereby preventing that when heated by the expansion of the operating fluid, the pressure in the housing does not rise too high. This air space is in known Verstellvorrichtun-. The outside of the housing is attached to the housing. This makes the enclosed space rather large. At the operating fluid level ^ Nlrä. with each flow process air, mixed from the air space into the operating fluid, so that the air space is smaller and the pressure in the housing increases. By the air mixing is the spes. Reduces the weight of the operating fluid, thereby reducing the lifting force of the adjustment · In addition, the air mixture is reinforced by increasing the operating fluid level when retracting the piston rod into the housing by Yolumenverdrängung »
Das Ziel der Erfindung besteht darin, das Anwendungsgebiet, insbesondere hinsichtlich der Sinbaulagen zu erweitern und den umbauten Raum der Verstellvorrichtung zu verkleinern.The aim of the invention is to expand the field of application, in particular with regard to the Sinbaulagen and to reduce the enclosed space of the adjustment.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer elektrohydraulischen Verstellvorrichtung der eingangs angegebenen Art den ringförmigen Raum und den Verbindungsrauin zmsehen Zylinder und Gehäuse so zu gestalten, daß keine- Luftuntermischung stattfindet und der erwähnte umbaute Raum möglichst klein wird·The invention is based on the object in an electro-hydraulic adjustment of the type specified in the annular space and the Verbindungsrauin zmsehen cylinder and housing to be designed so that no- air mixing takes place and the mentioned enclosed space is as small as possible ·
Durch die Erfindung, wie sie im Erfindungsanspruch 1 und Anspruch 2 gekennzeichnet ist, wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Gehäuse quaderförmig mit nahezu Rechteckprofil gestaltet ist und der Verbindungsraum durch eine Stufe in der ihn begrenzenden Seitenwand mit einer gewölbten Leitfläche derart geformt ist, daß bei senkrechter Einbaulage der Vorrichtung die Strömung der Betriebsflüssigkeit zwischen dem ringförmigen Raum und dem Stellkolbenraum, ohne den Spiegel der Betriebsflüssigkeit zu erreichen, hindurchgeführt wird, und daß das Gehäuse mit dem Zylinder beiderseits desselben durch eine Schottwand verbunden ist, die parallel zu den zwei Seitenwänden des Gehäuses, deren eine eine Stufe aufweist, in einem Abstand von dieser Seitenwand eingefügt ist, welcher größer ist als der Abstand der Schottwand von der anderen Seitenwand, welche der Seitenwand mit der Stufe parallel gegenübersteht, jedoch in waagerechter Einbaulage diese Schottwand ganz in der Betriebsflüssigkeit liegt und mit einer Durchbohrung versehen ist, wodurch der Teil des Plüssigkeitsvolumens, der sich über der Schottwand befindet, als Ausgleichsraum der Flüssigkeit dient.By the invention, as characterized in the invention claim 1 and claim 2, the object is achieved in that the housing is cuboid shaped with a nearly rectangular profile and the connecting space is formed by a step in the side wall bounding it with a curved guide surface such that in the vertical installation position of the device, the flow of the operating fluid between the annular space and the adjusting piston space, without reaching the mirror of the working fluid is passed, and that the housing with the cylinder on both sides thereof by a bulkhead connected in parallel to the two side walls of the Housing, one of which has a step, is inserted at a distance from this side wall, which is greater than the distance of the bulkhead from the other side wall, which faces the side wall with the step parallel, but in horizontal installation position this bulkhead entirely in the Betriebsfl is located and provided with a through hole, whereby the part of the liquid volume, which is located above the bulkhead, serves as a compensation chamber of the liquid.
Dabei befindet sich in der waagerechten Einbaulage im unteren Bereich der durch die Schottwand abgetrennte Strönungsraum der Betriebsflüssigkeit, der zwischen dem Zylinder und dem annähernd rechteckigem Gehäuse ausgebildet ist. Im Strömungsraum befindet sich der Verbindungsraum mit den Leit- oder UmIenkungsflächen. Über der Schottwand befindet sich ein mit einer Überlaufbohrung verbundener Ausgleichsraum, in dem sichIt is located in the horizontal installation position in the lower region of the separated by the bulkhead Strenungsraum the operating fluid, which is formed between the cylinder and the approximately rectangular housing. In the flow space is the connection space with the guide or UmIenkungsflächen. Above the bulkhead is an expansion chamber connected to an overflow hole, in which
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das Hiveau des Flüssigkeitsspiegels bei kalter und warmer Betriebsflüssigkeit sowie bei mit geringem Volumen und geringer Geschwindigkeit ein- und ausgefahrener Kolbenstange einspielen kann· Die Bildung von Strömungswirbel im Luftraum wird dadurch verhindert. In diesem Ausgleichsraum findet keine Strömung statt, über dem Ausgleichsraum befindet sich der Luftraum, für den der Querschnitt des rechteckigen Gehäuses ausgenutzt wird. Damit ist gewährleistet, daß die Betriebsflüssigkeit im Strömungsraum nicht mit dem Luftraum in Verbindung kommt. Durch Einbeziehen des Luftraumes in den annähernd rechteckigen Querschnitt ist der umbaute Raum so klein wie möglich gestaltet«The level of the liquid level in cold and warm operating fluid and at low volume and low speed retracted and extended piston rod can play · The formation of vortex in the air space is thereby prevented. There is no flow in this equalization chamber, above the equalization chamber is the air space for which the cross-section of the rectangular housing is utilized. This ensures that the operating fluid in the flow space does not come into contact with the air space. By incorporating the airspace into the approximately rectangular cross-section, the enclosed space is as small as possible. "
Bei senkrechter Einbaulage strömt die Betriebsflüssigkeit durch'den Verbindungsraum und wird dabei durch die ümlenkungsflachen so geführt, daß sie den Betriebsflüssigkeitsspiegel nicht erreicht. Durch die Abtrennung des Strömungsraumes mit der Schottwand ist dafür gesorgt, daß dem Pumpenrad über dem Pumpenansaugraum luftfreie Betriebsflüssigkeit aus dem Strömungsrauin zugeführt wird.In a vertical installation position, the operating fluid flows through the connection space and is guided through the deflection surfaces so that it does not reach the operating fluid level. By separating the flow space with the bulkhead, it is ensured that the impeller over the pump suction air-free operating fluid is supplied from the Strömungsrauin.
Im Erfindungsanspruch 2 ist eine weitere Ausbildung der Erfindung gekennzeichnet, wonach der Abstand der Innenkante des Gehäuses am inneren Ende der gewölbten Leitfläche von der Kolbenstange kleiner ist als der Halbmesser des Stellkolbens·In the claim 2 an additional embodiment of the invention is characterized, according to which the distance of the inner edge of the housing at the inner end of the curved guide surface of the piston rod is smaller than the radius of the adjusting piston ·
Die durch die Erfindung erreichten Vorteile werden darin gesehen, daß die ihr zugrunde liegende Aufgabe auch bei einer Verstellvorrichtung in waagerechter Einbaulage sowie auch in beliebiger (schiefer) Einbaulage zwischen waagerecht und senkrecht gelöst wird. Auch bei Verstel!vorrichtungen mit einem Hub- und Senkventil ist die Erfindung anwendbar·The advantages achieved by the invention are seen in the fact that the underlying task is solved even when an adjustment in horizontal mounting position as well as in any (slated) installation position between horizontal and vertical. The invention can also be used in the case of adjusting devices with a lifting and lowering valve.
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In der Zeichnung mit den Figuren 1 und 2 ist als Ausführungsbeiapiel der Erfindung eine Verstellvorrichtung mit einstufiger Pumpe und mit einstufigem Kolben dargestellt-, das nachstehend beschrieben ist.In the drawing with Figures 1 and 2 is shown as Ausführungsbeiapiel the invention, an adjustment with single-stage pump and single-stage piston-, which is described below.
Die elektrohydraulisch^ Yerstellvorrichtung ist im ausgeschalteten drucklosen Zustand, d· h. bei stehendem Antriebsmotor 36, dargestellt ( s. 51IgUr 2).The electrohydraulic Yerstellvorrichtung is in the off-pressurized state, ie. when the drive motor 36 is stopped (see 5 1 IgUr 2).
Auf Rippen des Gehäuses 3> 18 ist ein Zylinder 6, 17 gehalten, in dem der Stellkolben 31 gleitet. An dem Stellkolben 31 ist die Kolbenstange 28 mit Drucklasche 10 befestigt. Neben dem Stellkolben 31 ist ein Leitring 19 mit leitschaufeln 20 befestigt. Auf der Welle 35 des Elektromotors 36, die in einem Kugellager 34 gelagert und mit einem Wellendichtring 23 abgedichtet ist, ist das Pumpenrad 21 angebracht. An der Ansaugseite 22 des Pumpenrades 21 befindet sich der Pumpenansaugraum 33· Das Gehäuse 3, 18 ist annähernd rechteckig ausgebildet, wobei sich zwischen Gehäuse 3, 18 ein ringförmiger Raum 9, 29 befindet. Dieser ist bis in die außen liegenden Ecken 7 des Rechteckquerschnitts aufweisenden Gehäuses ausgenutzt. Im oberen Teil des ringförmigen Raumes 91 29 (nach Figur 1) befindet sich ein bei senkrechter Einbaulage wirksamer Yerbindungsraum 26 mit gewölbten Leitflächen 25, dessen Form durch die ihn nach außen begrenzende Seitenwand des Gehäuses bestimmt ist, in welcher Wand eine senkrecht zur Kolbenstange ausgerichtete Stufe eingeformt ist. Dadurch wird die Strömung 27 der Betriebsflüssigkeit so geführt, daß sie den Spiegel 12 der Betriebsflüssigkeit nicht erreicht.On ribs of the housing 3> 18, a cylinder 6, 17 is held, in which the actuating piston 31 slides. On the actuating piston 31, the piston rod 28 is secured with pressure tab 10. In addition to the actuating piston 31, a guide ring 19 is fixed with guide vanes 20. On the shaft 35 of the electric motor 36, which is mounted in a ball bearing 34 and sealed with a shaft seal 23, the impeller 21 is mounted. The pump intake space 33 is located on the suction side 22 of the pump wheel 21. The housing 3, 18 is approximately rectangular, with an annular space 9, 29 between the housing 3, 18. This is exploited to the outer corners 7 of the rectangular cross-section housing having. In the upper part of the annular space 91 29 (of Figure 1) is an effective vertical mounting position Yerbindungsraum 26 with curved guide surfaces 25, whose shape is determined by the outwardly limiting side wall of the housing, in which wall a perpendicular to the piston rod aligned stage is formed. As a result, the flow 27 of the operating fluid is guided so that it does not reach the mirror 12 of the operating fluid.
Das Gehäuse besitzt eine Schottland 8, H, die den Ausgleichsraum 5, 11 vom Strömungsraum 9 abtrennt. In der Schottland 8, 14 befindet sich eine Ausgleichsbohrung 1, 13, durch die sichThe housing has a Scotland 8, H, which separates the expansion chamber 5, 11 from the flow space 9. In the Scotland 8, 14 is a balancing bore 1, 13, through which
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in der waagerechten Einbaulage der Verstellvorrichtung (Figur 1) bei Temperaturveränderungen sowie bei der Hin- und Herbewegung des Stellkolbens 31 und der Kolbenstange 28 die Betriebsflüssigkeit in beiden Richtungen ausgleichen kann. Die Kolbenstange 28, die an einem Ende mit dem Stellkolben verbunden ist, ist am anderen Ende in einem Lager 24 des Gehäuses 3, 18 axial verschiebbar gelagert· Über dem Ausgleichsraum 5, 11 und dem Spiegel 4 der Betriebsflüssigkeit liegt bei waagerechter Einbaulage der Verstellvorrichtung ein Luftraum 2, 15· In der 51IgUr 2 ist der Flüssigkeitsspiegel bei waagerechter Sinbaulage mit dein Bezugszeichen -16 markiert.in the horizontal installation position of the adjusting device (Figure 1) can compensate for temperature changes and in the reciprocating motion of the actuating piston 31 and the piston rod 28, the operating fluid in both directions. The piston rod 28, which is connected at one end to the actuating piston, is axially displaceably mounted at the other end in a bearing 24 of the housing 3, 18. The adjustment chamber 5, 11 and the mirror 4 of the operating fluid are in a horizontal position of installation of the adjusting device Airspace 2, 15 · In the 5 1 IgUr 2, the liquid level is marked with a reference number -16 in the case of a horizontal sinbaulic position.
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