DE10142023A1

DE10142023A1 - Einrichtung zur Erzeugung hydraulischer Druckimpulse

Info

Publication number: DE10142023A1
Application number: DE2001142023
Authority: DE
Inventors: Peter Heisler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-08-28
Filing date: 2001-08-28
Publication date: 2003-03-20

Abstract

Ein Drehschieberventil innerhalb eines hydraulischen Systems als Druck- oder Stromregler, insbesondere zur Erzeugung hydraulischer Druckimpulse, soll einfach aufgebaut funktionell variabel genutzt werden können. DOLLAR A Zu diesem Zweck ist das Drehschieberventil mit einem elektrischen Servomotor als Antrieb ausgerüstet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Drehschieberventil innerhalb eines hydraulischen Systems nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine solche Einrichtung ist aus DE 33 19 039 A1 und DE 24 00 554 C2 bekannt.
Aus DE 35 30 787 A1 ist eine Hydraulikeinrichtung bekannt, bei der mittels eines Drehschieberventils in Verbindung mit einem Drehgeber in einer Impulsformerstufe frequenzveränderbare Druckimpulse erzeugt werden können.
Die Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, den Aufbau einer gattungsgemäßen Einrichtung zu vereinfachen und insbesondere ein Drehschieberventil derart auszugestalten und einzusetzen, dass in der Höhe und Frequenz variable Druckimpulse einfach mittels dieses Ventiles erzeugbar sind.
Grundsätzlich gelöst wird dieses Problem bereits durch eine Ausgestaltung einer gattungsgemäßen Einrichtung nach dem kennzeichnenden Merkmal des Anspruchs 1.
Zweckmäßige Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, ein Drehschieberventil mittels eines elektrischen Servomotors nach beliebig vorgebbaren Schaltcharakteristiken betätigen zu können. Allgemein bekannt und übliche Servomotoren ermöglichen beispielsweise beliebig variable Drehgeschwindigkeiten sowie Winkelpositionen. Dadurch ist es möglich, bereits ausschließlich durch das erfindungsgemäß angetriebene Drehschieberventil frequenz- und höhenveränderbare Druckimpulse zu erzeugen. Darüber hinaus kann das Drehschieberventil als übliches Wegeventil geschaltet werden, wobei die verschiedenen Funktionen des Ventiles alternativ in einem gleichen Hydrauliksystem genutzt werden können.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.
In dieser zeigen
Fig. 1 ein Schaltbild eines Hydrauliksystems zur ausschließlichen Erzeugung von Druckimpulsen innerhalb eines Hydraulikarbeitsraumes,
Fig. 2 ein Schaltbild eines Hydrauliksystems, mit dem ein erster Hydraulikraum mit Hydraulikmedium gefüllt und entleert und ein zweiter Hydraulikraum mit Hydraulikdruckimpulsen beaufschlagt werden kann.
Das Hydrauliksystem nach Fig. 1 setzt sich im wesentlichen zusammen aus einer aus einem Tank 1 saugenden Hydraulikpumpe 2 und einem das geförderte Hydraulikmedium in einen geschlossenen Arbeitsraum 3 führenden Drehschieberventil 4. An dem Drehschieberventil 4 führt ein Ausgang zurück in den Tank 1. Als Antrieb für das Drehschieberventil 4 dient ein üblicher elektrischer Servomotor 5, der insbesondere unterschiedliche Drehwinkelgeschwindigkeiten ermöglicht.
Auf den Aufbau des Drehschieberventiles 4 wird bei der Beschreibung des in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispieles noch näher eingegangen werden. Von Bedeutung bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist lediglich, dass das Ventil insgesamt vier Ein- bzw. Ausgänge besitzt, die derart schaltbar sind, dass dem Arbeitsraum 3 über eine Leitung 6 Hydraulikmedium zu und aus diesem über eine Leitung 7 Hydraulikmedium in den Tank 1 zurückgeführt werden kann.
Bei laufender Pumpe 2 können durch eine entsprechende Ansteuerung des Servomotors 5 Druckimpulse innerhalb des Hydraulikraumes 3 erzeugt werden. Die Druckimpulse können um einen Druckmittelwert zwischen einem Maximal- und einem Minimaldruck variieren. Diese Drücke können nach vorgegebenen Werten durch eine hierauf abgestellte Steuer- bzw. Regelfunktion des Servomotors 5 erreicht und eingehalten werden. Die Impulsfrequenz wird dabei durch die Drehzahl des Servomotors 5 bestimmt, während die Druckwerte durch winkelgeschwindigkeitsabhängige Steuerzeiten des Drehschiebers 14 des Drehschieberventiles 4 einstellbar sind.
Die Druckimpulsamplituden können auch durch Druckreduzier- bzw. Druckregelventile 8, 9 in den Leitungen 6 und 7 zwischen dem Arbeitsraum 3 und dem Drehschieberventil 4 eingestellt werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind mit dem Hydrauliksystem nach Fig. 1 übereinstimmende Teile mit gleichen Bezugszahlen belegt.
Während bei der Ausführung nach Fig. 1 die Ventile 8 und 9 Drosselventile sind, sind diese Ventile 8, 9 bei der Ausführung nach Fig. 2 als Regelventile ausgeführt. Durch das Ventil 8 wird der obere Grenzwert und durch das Ventil 9 der untere Grenzwert der erzeugten Druckimpulse eingestellt.
Im Unterschied zu der Ausführung nach Fig. 1 ist bei derjenigen nach Fig. 2 in der Leitung 6 ein Umschaltventil 10 vorgesehen. Über dieses Umschaltventil 10 ist ein zusätzlicher Hydraulikarbeitsraum 11 an die Leitung 6 anschließbar, während bei fehlendem Anschluss an diese Leitung eine Verbindung zu dem Tank 1 geschaltet ist.
In dem gezeigten Beispiel liegen die Hydraulikarbeitsräume 3 und 11 in einem gleichen durch einen Kolben 12 unterteilten Zylinder 13. Von dem Kolben 12 führt ein Stößel 14 durch eine Stirnwand des Zylinders 13 nach außen.
Der Servomotor 5 ist mit einer elektrischen Steuereinheit 15 verbunden. Diese Steuereinheit 15 erhält und verarbeitet Steuersignale aus den Ventilen 8 und 9, einem Drucksensor 16 innerhalb der miteinander verbundenen Leitungen 6 und 7, sowie eines mit dem Stößel 14 zusammenarbeitenden Wegsensors 17.
Mittels der Druck- und Wegsensoren 16, 17 sowie den Einstellungen der Ventile 8 und 9 kann der Servomotor 5 über die elektrische Steuereinheit 15 funktionsgerecht betrieben werden.
Das Drehschieberventil 4 besteht aus einem zumindest im Inneren kreiszylindrischen Gehäuse 18, in dem ein Drehschieber 19 drehbar gelagert und von dem Servomotor 5 angetrieben ist. In dem Drehschieber 19 und dem Gehäuse 18 sind miteinander in Übereinstimmung bringbare Steuerschlitze 20 innerhalb des Drehschiebers 19 einerseits und Ausgängen 21 innerhalb des Gehäuses 18 andererseits angeordnet. In den axialen Endbereichen des Drehschiebers 19 sind jeweils mit einem Ausgang 21 des Gehäuses 18 in Verbindung stehende Ringkanäle 22 und 23 vorgesehen. Innerhalb des Drehschiebers 19 sind diese Ringkanäle 22, 23 jeweils mit einem Steuerschlitz 20 verbunden, wobei die entsprechenden Verbindungskanäle innerhalb des Drehschiebers 19 verlaufen.
Nach axial außen ist der Drehschieber 19 durch Ringdichtungen 24 gegen in die Atmosphäre austretende Hydraulikflüssigkeit gegenüber dem Gehäuse 18 gedichtet. Damit diese Ringdichtungen 24 vom Inneren des Gehäuses 18 nicht unter einem in der Regel äußerst hohen Druck des Hydraulikmediums stehen müssen, kann den Ringdichtungen 24 zum Inneren des Gehäuses 18 hin jeweils ein Ringkanal 25 zugeordnet sein, der jeweils mit dem Tank 1 verbunden ist und damit einen praktisch drucklosen Raum bildet. Hierdurch können aus den Ringräumen 25 geringe Hydraulikleckagemengen austreten, die jedoch die Funktion des Systems in keiner Weise beeinträchtigen. Bezugszeichenliste 1 Hydraulik-Tank
2 Hydraulikpumpe
3 Hydraulik-Arbeitsraum
4 Drehschieberventil
5 Servomotor
6 Leitung
7 Leitung
8 Druckregel- bzw. Reduzierventil
9 Druckregel- bzw. Reduzierventil
10 ümschaltventil
11 zusätzlicher Hydraulik-Arbeitsraum
12 Kolben
13 Zylinder
14 Stößel
15 Steuereinheit
16 Drucksensor
17 Wegsensor
18 Gehäuse
19 Drehschieber
20 Steuerschlitze
21 Ausgänge
22 Ringkanal
23 Ringkanal
24 Ringdichtung
25 Ringraum

Claims

1. Drehschieberventil innerhalb eines hydraulischen Systems als Druck- oder Stromregler, insbesondere zur Erzeugung hydraulischer Druckimpulse, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehschieberventil (4) mit einem elektrischen Servomotor (5) als Antrieb ausgerüstet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung bestimmter oberer und unterer Grenzwerte der Druckimpulse Zusatzventile (8, 9) innerhalb des Hydrauliksystems vorgesehen sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Servomotor (5) mit einer Druck- und/oder Wegeistwerte aus dem Hydrauliksystem erfassenden und verarbeitenden elektronischen Steuereinheit (15) verbunden ist und durch diese gesteuert und/oder geregelt wird.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Hydrauliksystems zwischen dem Drehschieberventil (4) und dem den Druckimpulsen unterworfenen Arbeitsraum (3) in der dem Arbeitsraum (3) Hydraulikmedium zuführenden Leitung (6) ein Umschaltventil (10) vorgesehen ist.

5. Drehschieberventil einer Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in denjenigen Bereichen, in denen der Drehschieber (19) dieses Ventiles gegen das Ventil-Gehäuse nach außen gedichtet ist, den betreffenden Dichtungen (24) jeweils ein zu einem Tank (1) des Hydrauliksystems führender druckentlasteter Raum (25) vorgelagert ist.