DE1089609B - Elektrohydraulisches Verstellgeraet - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrohydraulisches Verstellgerät mit einer elektromotorisch angetriebenen, ortsfest gelagerten Pumpe, die unter einem Stellkolben angeordnet ist und das Arbeitsmittel aus einem Behälter unterhalb oder bei ringförmigen Stellkolben aus dem Raum des Führungszylinders des Kolbens ansaugt und in den Zylinder bzw. gegen den am Ende des Zylinders liegenden Stellkolben drückt, wobei in der Zylinderwand öffnungen vorgesehen sind, die mit Hilfe eines Ringschiebers geschlossen werden können.

Derartige Verstellgeräte, die zum Ausführen eines Arbeitshubes dienen, sind bereits bekanntgeworden. Bei der bekannten Ausgestaltung arbeiten die öffnungen in der Zylinderwand mit einem federbelasteten Ringschieber zusammen, der obere Zylinderwandöffnungen freigibt und untere Zylinderwandöffnungen schließt, wenn die Pumpe in Betrieb gesetzt ist, um den Stellkolben hochzufahren, während der Ringschieber die unteren Öffnungen freigibt und die oberen öffnungen schließt, wenn die Pumpe ausgeschaltet ist und der Kolben in seine untere Endlage zurückfährt. Die Verschiebung des Ringschiebers in seine beiden Schaltstellungen erfolgt hierbei in Abhängigkeit von dem in der Verstellvorrichtung befindlichen Arbeitsmittel. Eine wahlweise Steuerung des Ringschiebers von Hand ist bei diesem bekannten Verstellgerät nicht möglich. Der Stellkolben wird daher bei eingeschalteter Pumpe stets mit dem vollen Pumpendruck beaufschlagt.

Mit der Erfindung wird nun ein elektrohydraulisches Verstellgerät vorgeschlagen, bei welchem die Nachteile des bekannten Gerätes dadurch vermieden werden, daß der Ringschieber von einem Paar verschwenkbar gelagerter Hebel getragen wird, die an den äußeren Enden eines Paares von Armen angelenkt sind, deren innere Enden an der Welle befestigt sind, so daß der Ringschieber von einem Punkt außerhalb der Steuervorrichtung über diese mechanische Gelenkverbindung unabhängig vom Druckmittel im Verstellgerät bewegt wird und somit relativ zu den Öffnungen in jede gewünschte Stellung gebracht werden kann. Bei dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist der Ringschieber über die mechanische Gelenkverbindung von Hand steuerbar, so daß die Querschnitte der öffnungen in der Zylinderwand je nach Bedarf kontinuierlich verändert werden können, um unabhängig von dem in der Verstellvorrichtung befindlichen Arbeitsmittel die Bewegung des Stellkolbens zu steuern. Es ist also vorteilhaft möglich, je nach Stellung des Ringschiebers einen regelbaren Flüssigkeitsdruck auf den Stellkolben auszuüben.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend an Hand der Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnungen erläutert. Darin zeigt

Elektrohydraulisches Verstellgerät

Anmelder:

Elliston, Evans Sd Jackson Limited,
London

Vertreter: Dr. K.-R. Eikenberg, Patentanwalt,
Hannover, Am Klagesmarkt 10/11

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 13. Juli 1954

Ernest Robert Elliston, London,
ist als Erfinder genannt worden

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Verstellgerät,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie H-II der Fig. 1,

Fig. 3 einen Teilschnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel,

Fig. 4 eine schematisch dargestellte Ausführungsform einer Betätigungseinrichtung für das Verstellgerät nach Fig. 3.

Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, besitzt das Verstellgerät ein zylindrisches Gehäuse 1 mit einem Boden 2, welcher eine bei 4 durchbohrte Zunge 3 trägt, die zur Befestigung an einem der gegeneinander zu verstellenden Vorrichtungsteile dient. Das offene Gehäuseende 5 ist von einem Deckel 6 verschlossen, der mit einer Buchse7 versehen ist und einen ringförmigen Stollen 8 trägt. Der Stollen 8 dient zur Anbringung eines Zylinders 30 über Zylinderfortsätze 9, deren Stirnflächen 10 mit dem Stollen in Berührung stehen. Zwischen der äußeren Zylinderumfangsfläche und der inneren Gehäuseumfangsfläche befindet sich ein ringförmiger Raum 11. Zwischen den Zylinderfortsätzen 9 befinden sich vier Durchtritte 12, 13, 14 und 15 für das Arbeitsmittel, z. B. Öl, mit welchem das Gehäuse 1 nahezu gefüllt ist. Das untere Ende des Zylinders 30 ist durch eine Deckplatte 17 verschlossen, die mit einer Mittelbohrung 18 versehen ist und durch innere Gehäusevorsprünge 19, 20 und 21 (Fig. 2) getragen und zentriert wird.

Ein Elektromotor 22 ist an der Deckplatte 17 befestigt, welcher den wesentlichen Teil des Raumes 23 zwischen Deckplatte 17 und Boden 2 einnimmt. Die

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Motorwelle 24 erstreckt sich durch die Bohrung 18 der förmige Platte 17 a gehalten und zentriert wird, welche

Deckplatte 17 hindurch und ist drehfest innerhalb des mit einer etwa der lichten Weite des Führungszylinders

Zylinders 30 mit dem Pumpenlaufrad 20 verbunden, entsprechenden Ausnehmung versehen ist, in der das

welches zur Deckplattenoberseite nur ein sehr geringes Pumpenlaufrad 25 gelagert ist. Die Platte 17 a er-Spiel aufweist. Das Pumpenlaufrad 25 besitzt eine im 5 streckt sich vollständig durch das Gehäuse 1 und ist

Kreiselpumpenbau übliche Ausbildung und ist mit mit Öffnungen 39, 40 für den Durchtritt des Öls ver-

Förderkanälen 26, 27 versehen, die mit der Mittelboh- sehen. Die Motorwelle 24 ist bei 41 an ihrem unteren

rung 18 in hydraulischer Verbindung stehen. Ende gelagert. Das am Wellenende befestigte Pumpen-

Die Gehäusewand der Pumpe wird von einem nach laufrad 25 steht mit dem Führungszylinder 9 α und innen vorspringenden Ringansatz der Zylinderwand io einem Raum 42 in Verbindung, der zwischen dem Gegebildet, welcher mit einer Anzahl von Öffnungen 28, häuseboden 2 und der Platte 17« liegt. Der Führungs-29 für den öldurchtritt versehen ist und zugleich eine zylinder 9 α ist an seinem oberen Ende mit öffnungen ringförmige, zum Innern des Zylinders 30 weisende 43 versehen, die mit dem Ringraum zwischen Füh-Auflageschulter für die Endlage des Stellkolbens 38 rungszylinder und Gehäuse in Verbindung stehen. Der bildet. Die äußere Zylinderumfangsfläche ist genau be- 15 ringförmige Stellkolben 38 ist gleitbar in dem ringarbeitet und bildet die Führungsfläche für den Ring- förmigen Raum 11 angeordnet und trägt an zwei diaschieber31, der in seiner unteren Endlage die OfF- metral gegenüberliegenden Punkten seines Umfangs nungen28, 29 verschließt. Der Ringschieber 31 wird Stangen 44 und 45. Diese Stangen treten nach oben vom einem Paar verschwenkbar gelagerter Hebel 32 durch öffnungen des Deckels 6 hindurch und werden und 33 getragen, die an den äußeren Enden eines 20 _an ihren freien Enden von einem Joch 46 überbrückt, Paares von Armen 34 und 35 angelenkt sind, deren an dem eine mit einer Bohrung versehene Zunge 47 innere Enden an einer Welle 36 befestigt sind. Die befestigt ist, um das Verstellgerät mit einem zu verAnne 34 und 35 sind dabei oberhalb des Zylinders 30 stellenden Vorrichtungsteil zu verbinden,
für den Stellkolben 38 an der Welle 36 angelenkt. Der Gehäuseboden 2 ist mit einer zentralen Ausnehwelche sehnenartig durch das Gehäuse 1 des Gerätes 25 mung 48 versehen, die mit dem unteren Ende eines verläuft und sich mit ihrem einen Ende durch das Ge- außerhalb des eigentlichen Gerätes vorgenommenen häuse hindurch erstreckt, wobei an diesem Ende ein Umgehungskanals 49 in Verbindung steht, dessen EinBetätigungshebel 37 befestigt ist, über welchen der laßöffnung bzw. Auslaßöffnung aus dem Zylinder in Ringschieber 31 relativ zu den öffnungen 28, 29 in bekannter Weise durch ein Drosselventil veränderlich jede gewünschte Stellung bewegt werden kann. 3° ist, das über Lenker 51 und 52 von dem Kolben eines

Der Stellkolben 38 erstreckt sich mit seiner Kolben- hydraulischen Zylinders 53 innerhalb des Umgehungsstange 39 durch die Buchse 7 hindurch, wobei die KoI- kanals 49 betätigt wird. Eine Verdrehung des Drosselbenstange an ihrem freien Ende bei 40 zur Befesti- ventilkörpers 50 steuert den Strom des Öls durch den gung an dem anderen der gegeneinander zu verstel- Umgehungskanal 49.

lenden Vorrichtungsteile durchbohrt ist. Die Buchse 7 35 Die Wirkungsweise des Verstellgerätes gemäß

ist mit geeigneten Öldichtungen versehen, wie bei- Fig. 3 entspricht der mit Bezug auf die Fig. 1 und 2

spielsweise bei 42 angedeutet ist. beschriebenen Wirkungsweise. Wird der Motor 22 bei

Wird der Motor 22 bei der in Fig. 1 gezeigten Stel- geschlossenem Drosselventil eingeschaltet, so fördert

lung des Ringschiebers 31 unter Strom gesetzt, so for- das Pumpenlaufrad öl aus dem Führungszylinder 9 a

dert das Pumpenlaufrad 25 Öl aus dem Behälter 23 in 40 durch die Öffnungen 39, 40 hindurch unter den ring-

den Zylinder9 und verschiebt den Kolben38 z.B. förmigen Stellkolben38, der dadurch nach oben ver-

nach oben. Der Kolben 38 verdrängt dabei Öl aus dem fährt. Wird das Drosselventil etwas geöffnet, so fließt

Zylinderraum über sich durch die Durchtritte 12, 13, etwas Öl durch den Umgehungskanal 49 in den ring-

14 und 15 und den ringförmigen Raum 11 hindurch, raumförmigen Zylinder oberhalb des Kolbens 38.

worauf das Öl in den Behälter 23 gelangt. 45 Wird das Drosselventil noch weiter geöffnet, so nimmt

Werden nun beispielsweise die Öffnungen 28, 29 der Druck unter dem Kolben 38 ab, bis der Druck auf durch Verschwenken des Betätigungshebels 37 fort- beiden Kolbenseiten etwa gleich groß ist, wobei der schreitend geöffnet, wobei der Ringschieber 31 hoch- Kolben 38 stationär bleibt, wenn er nicht belastet ist. gezogen wird, so fließt mehr und mehr öl durch diese Wenn er jedoch gegen eine äußere Last drückt, fährt Öffnungen direkt in den Behälter 23 zurück, und ent- 50 er zurück, wenn der Druck unter ihm nicht aussprechend nimmt der Druck auf den Kolben 38 ab, bis reichend ist, die Last zu halten. Das öl von der der Druck auf beiden Seiten des Kolbens 38 im we- unteren Seite des Kolbens 38 fließt dabei durch die sentlichen gleich ist. Wenn in diesem Fall der Stell- öffnungen 39, 40 über den Raum 42 und den Umkolben nicht unter äußerer Belastung steht, wird er gehungskanal 49 durch das Drosselventil in den Zystationär bleiben. Falls der Kolben 38 aber gegen eine 55 linderraum oberhalb des Kolbens,
äußere Last drückt, wird er zurückgedrückt, wenn der Der hydraulische Zylinder 53 steht beispielsweise Druck unter dem Kolben nicht ausreicht, diese Last zu über eine Rohrleitung 54 mit einem Steuerzylinder 55 tragen, d. h: wenn die Öffnungen 28., 29 einen zu (Fig. 4) in Verbindung. Ein Kolben 56 in diesem großen Öffnungsquerschnitt aufweisen. Das öl auf der Steuerzylinder wird z. B. mittels eines Fußpedals 57 unteren Seite des Kolbens fließt dann durch die öff- 60 betätigt. Das System wird aus einem Druckmittelnungen 28, 29 in den Behälter 23 zurück. behälter 58 mit Öl gefüllt, so daß ein Druck auf das

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung Pedal 57 das Drosselventil öffnet.

gemäß Fig. 3 ist das Gehäuse 1 kürzer als in der oben Das Drosselventil kann auch ähnlich der mit Bezug beschriebenen Ausführungsform ausgebildet, da der auf die Fig. 1 und 2 beschriebenen Betätigungshebel-Motor 22 außerhalb des Gehäuses über dem Deckel 5 65 anordnung 37 direkt über einen auf der Ventilspindel angeordnet ist. Die Motorwelle 24 erstreckt sich nach befestigten Handhebel betätigt werden. Soll dagegen unten durch die Buchse (nicht gezeigt) des Deckels 6 die Betätigung des an Hand der Fig. 1 und 2 oder 3 hindurch. Die Führung des ringförmigen Stellkolbens beschriebenen Verstellgerätes von einem dem Gerät 38 wird durch einen Führungszylinder 9 a gewähr- abgelegenen Punkt aus geschehen, so kann die mit Beleistet, der an seinem unteren Ende durch eine ring- 70 zug auf die Fig. 3 und 4 beschriebene Betätigungsein-

richtung Verwendung finden. Da aber bereits eine geringe Betätigungskraft ausreicht, kann auch an Stelle der hydraulischen Einrichtung eine leichte mechanische Lenkeranordnung unter Benutzung vonBowdenzügen verwendet werden.

Das beschriebene Verstellgerät kann beispielsweise für große Bremsen verwendet werden, die eine Untersetzung der Betätigungskraft erforderlich machen; das geschieht zweckmäßig unter Verwendung einer Fußpedalanordnung. Eine derart ausgerüstete Bremse kann durch einen leichten Pedaldruck betätigt werden, wobei die Pedalbewegung durch eine in den Fig. 3 und 4 dargestellte hydraulische Einrichtung oder durch eine Bowdenzuganordnung auf die Steuerelemente des Verstellgerätes übertragen werden kann. Dabei kann die Anordnung vorteilhaft so getroffen werden, daß die Bremse unter Federwirkung steht, die Pumpe im Verstellgerät kann dann dauernd fördern, um die Bremse in ihrer Losstellung zu halten. Eine Pedalbetätigung verringert dann den Druck unter den Stellkolben, so daß die Bremsfedern denselben zurückschieben, wobei eine Bremskraft angelegt wird, welche der Differenz zwischen der Federkraft und der Stellkolbenkraft entspricht. Diese Anwendungsform ist besonders wertvoll zur Steuerung von Hebezeugbremsen, da ein Abfallen des Öldruckes, der auf einen Fehler der Pumpe oder des Motors zurückzuführen wäre, ein Anziehen der Bremse bewirken würde.

Weitere Anwendungen des Verstellgerätes ergeben sich in der Werkzeugmaschinentechnik, z. B. für Vor-Schubbewegungen. Der Pumpen-Maximaldruck könnte durch Voreinstellung eines Druckbegrenzungsventils eingestellt werden.

Für die Unteransprüche der nachfolgenden Anspruchsfassung wird lediglich Schutz in Zusammenhang mit den Merkmalen des Hauptanspruchs begehrt.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Elektrohydraulisches Verstellgerät mit einer elektromotorisch angetriebenen, ortsfest gelagerten Pumpe, die unter einem Stellkolben angeordnet ist und das Arbeitsmittel aus einem Behälter unterhalb oder, bei ringförmigen Stellkolben, aus dem Raum des Führungszylinders des Kolbens ansaugt und in den Zylinder bzw. gegen den am Ende des Zylinders liegenden Stellkolben drückt, wobei in der Zylinderwand öffnungen vorgesehen sind, die mit Hilfe eines Ringschiebers geschlossen werden können, dadurch, gekennzeichnet, daß der Ringschieber (31) von einem Paar verschwenkbar gelagerter Hebel (32, 33) getragen wird, die an den äußeren Enden eines Paares von Armen (34, 35) angelenkt sind, deren innere Enden an der Welle (36) befestigt sind, so daß der Ringschieber von einem Punkt außerhalb der Steuervorrichtung über diese mechanische Gelenkverbindung (32 bis 35) unabhängig vom Druckmittel im Verstellgerät bewegt wird und somit relativ zu den Öffnungen in jede gewünschte Stellung gebracht werden kann.

2. Verstellgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arme (34, 35) oberhalb des Zylinders (30) für den Stellkolben (38) an die Welle (36) angelenkt sind, welche sehnenartig durch das Gehäuse (1) des Gerätes verläuft.

3. Verstellgerät nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Welle (36) mit ihrem einen Ende durch das Gehäuse hindurch erstreckt, wobei an diesem Ende ein Betätigungshebel (37) befestigt ist.

4. Verstellgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusewand der Pumpe (25) von einem nach innen vorspringenden Ringansatz der Zylinderwand (30) gebildet wird, welcher eine ringförmige, zum Innern des Zylinders (30) weisende Auflageschulter für die Endlage des Stellkolbens (38) bildet.

5. Verstellgerät nach Anspruch 1 mit ringförmigem Stellkolben, dadurch gekennzeichnet, daß der die Führung des Stellkolbens (38) gewährleistende Führungszylinder (9 a) an seinem unteren Ende durch eine ringförmige Platte (17 a) gehalten und zentriert wird, die mit einer etwa der lichten Weite des Führungszylinders entsprechenden Ausnehmung versehen ist, in der die Pumpe (25) gelagert ist, die über in der Platte (17) gebildete öffnungen (39, 40) auf den Stellkolben einwirken kann.

6. Verstellgerät nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Umgehungskanal außerhalb des eigentlichen Gerätes vorgesehen ist, dessen Einlaßöffnung bzw. Auslaßöffnung aus dem Zylinder in bekannter Weise durch ein Drosselventil (50) veränderlich ist, das über Lenker (51, 52) von dem Kolben eines hydraulischen Zylinders (53) innerhalb des Umgehungskanals (49) betätigt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 631770, 672 360, 804053, 841094;

französische Patentschrift Nr. 779 675.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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