DE1101887B

DE1101887B - Hydraulic control device

Info

Publication number: DE1101887B
Application number: DET12475A
Authority: DE
Inventors: Clarence Walter Tydeman
Original assignee: CLARENCE WALTER TYDEMAN
Current assignee: CLARENCE WALTER TYDEMAN
Priority date: 1956-07-20
Filing date: 1956-07-20
Publication date: 1961-03-09

Description

Hydraulische Steuervorrichtung Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steuervorrichtung mit einem Kolbenschieber, einem Einlaßkanal, zu beiden Seiten des Einlaßkanals liegenden Verbraucherkanälen und zwei durch Drosselventile verengten Ablaufkanälen seitlich der Verbraucherkanäle.Hydraulic control device The invention relates to a hydraulic control device Control device with a piston valve, an inlet channel, on both sides of the inlet channel lying consumer channels and two narrowed by throttle valves Drainage channels on the side of the consumer channels.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Steuervorrichtungen dieser Art, die insbesondere zur Steuerung des Druckflüssigkeitszu- und -ablaufs bei Arbeitskolben von Werkzeugmaschinen und hydraulischen Hebegeräten ,dienen, so auszubilden, daß, falls erwünscht, dem Arbeitskolben eine sehr rasche Bewegung erteilt werden kann, beispielsweise für eine Eilgangbewegung eines Werkzeugmaschinenschlittens.The object of the invention is to control devices of this Type, which is used in particular to control the hydraulic fluid inflow and outflow in working pistons of machine tools and hydraulic lifting devices, are designed so that, if desired, the working piston can be given a very rapid movement, for example for a rapid traverse movement of a machine tool slide.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß schlagartig eine Verbindung zwischen der einen Seite des Arbeitskolbens und dem Druckflüssigkeitsvorrat herbeigeführt werden kann, und zwar durch einen zusätzlichen Kolbenschieber, der unter Umgehung der Drosselventile den direkten Durchgang von den Ablaufkanälen zum Rücklaufkanal herbeiführt.According to the invention, this object is achieved in that suddenly a connection between one side of the working piston and the hydraulic fluid supply can be brought about by an additional piston valve that the direct passage from the drainage channels to the bypassing the throttle valves Brings about return channel.

An sich sind bei Steuervorrichtungen der eingangs erwähnten Art bereits Vorrichtungen bekannt, um einen beschleunigten Rückfluß der hydraulischen Druckflüssigkeit zum Flüssigkeitsvorrat zu bewirken. Diese bekannten Vorrichtungen dienen aber anderen Zwecken. So ist beispielsweise eine Vorrichtung bekannt, bei der die beiden Seiten des Arbeitskolbens durch von zwei verschiedenen Pumpen geförderte Druckflüssigkeit beaufschlagt werden und bei überdruck Druckflüssigkeit durch automatisch wirkende Entlastungsventile abgeführt werden kann, die zwischen dem Flüssigkeitsvorrat und den Druckleitungen der beiden Pumpen vorgesehen sind. Ferner ist eine mit einem Steuerschieber arbeitende Steuervorrichtung bekannt, bei der in einer bestimmten Stellung des Schiebers ein beschleunigter Ablauf der Druckflüssigkeit stattfinden kann, wobei aber beide Seiten des Arbeitskolbens gleichzeitig entlastet werden.As such, control devices of the type mentioned at the outset are already present Devices known to accelerate the return flow of the hydraulic pressure fluid to effect the liquid supply. However, these known devices are used for other purposes Purposes. For example, a device is known in which the two sides of the working piston by hydraulic fluid delivered by two different pumps are acted upon and, in the event of excess pressure, hydraulic fluid is automatically activated Relief valves can be drained between the liquid supply and the pressure lines of the two pumps are provided. There is also one with a Control slide working control device known in which in a certain Position of the slide accelerates the drainage of the hydraulic fluid can, but both sides of the working piston are relieved at the same time.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt Fig. 1 einen Schnitt nach der Linie I-I in Fig. 2, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 in Fig. 1 und 3, Fig. 3 einen Aufriß mit teilweisem Schnitt, Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 in Fig. 1 und 3, Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie 5-5 in Fig. 2, Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie 6-6 in Fig. 1. In der Zeichnung bezeichnet 10 in Fig. 1 einen beweglichen Teil einer zu steuernden Maschine, z. B. den Arbeitstisch einer Hobel- oder Formmaschine oder den Bohrer einer Bohrmaschine. Ferner ist ein in einem Zylinder 12 verschiebbar angeordneter Kolben 11 vorgesehen, dessen Stange 13 mit dem beweglichen Teil 10 der Maschine im Kontakt steht. Der Kolben 11 weist in seiner Mitte eine Umfangsnut 14 auf, die über eine axiale Bohrung 15 der Stange 13 mit dem Ablauf verbunden ist. Wenn Flüssigkeit in die Nut 14 eintritt, so wird sie sofort abgeführt, die beiden Räume A und B beidseitig des Kolbens sind somit voneinander ,getrennt.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. 1 shows a section along line II in FIG. 2, FIG. 2 shows a section along line 2-2 in FIGS. 1 and 3, FIG. 3 shows an elevation with partial section, FIG. 4 shows a section according to FIG Line 4-4 in FIGS. 1 and 3, FIG. 5 shows a section along line 5-5 in FIG. 2, FIG. 6 shows a section along line 6-6 in FIG. 1. In the drawing, 10 denotes in FIG 1 a moving part of a machine to be controlled, e.g. B. the work table of a planing or molding machine or the drill of a drill. Furthermore, a piston 11 is provided which is arranged displaceably in a cylinder 12 and whose rod 13 is in contact with the movable part 10 of the machine. The piston 11 has in its center a circumferential groove 14 which is connected to the drain via an axial bore 15 in the rod 13. When liquid enters the groove 14, it is immediately discharged, the two spaces A and B on both sides of the piston are thus separated from one another.

Die Bewegung des Kolbens il wird von einem Schieber gesteuert. Dieser besteht aus einem Gehäuse 16 mit einer Bohrung 17, in welcher ein Kolben 18 verschiebbar angeordnet ist. Verschiedene Kanäle sind im Gehäuse 16 vorgesehen, die mit der Bohrung 17 kommunizieren. Der Einlaßkanal19 verbindet .die Bohrung 17 mit der Ausgangsleitung einer Hochdruckpumpe 20. Symmetrisch in bezug auf die Mündung dieses Kanals 20 sind zwei Verbraucherkanäle 21, 21 a vorgesehen, die je mit einem der Räume A, B verbunden sind. Ferner sind zwei Ablaufkanäle 22, 22 a und zwei Kanäle 23, 23 a vorgesehen. Die Ablaufkanäle 22, 22 a sind,durch eine Bohrung 24 verbunden, in welcher sich ein zweiter Kolben 25 befindet. Ferner sind im Gehäuse 16 zwei Bohrungen 26, 26a zur Aufnahme von Drosselventilen vorgesehen, welche Bohrungen koaxial mit den Kanälen 22 bzw. 22a sind. Das innere Ende dieser Bohrungen 26, 26a ist mit einem Gewinde versehen, so daß die zylindrischen Stopfen der Drosselventile 27, 27a eingeschraubt werden können. Die Drosselventile haben ein verjüngtes Ende, das in die Ablaufkanäle 22 und 22a eintritt und deren wirksamen Querschnitt vermindert. Eine Bohrung 29 verbindet die Bohrungen 26, 26a. Der Kolben 18 ist in seine beiden Stellungen mittels Solenoiden (Fig. 5) verstellbar. Diese Solenoide bestehen aus einem Eisenkörper 30, einer Wicklung 31 und einem Anker 32, 32a. Die Magnete sind am Gehäuse 16 befestigt.The movement of the piston il is controlled by a slide. This consists of a housing 16 with a bore 17 in which a piston 18 is slidably disposed. Various channels are provided in the housing 16 which communicate with the bore 17. The inlet channel 19 connects .the bore 17 with the output line of a high pressure pump 20. Symmetrically with respect to the mouth of this channel 20 , two consumer channels 21, 21 a are provided, which are each connected to one of the spaces A, B. Furthermore, two drainage channels 22, 22 a and two channels 23, 23 a are provided. The drainage channels 22, 22 a are connected by a bore 24 in which a second piston 25 is located. Furthermore, two bores 26, 26a for receiving throttle valves are provided in the housing 16, which bores are coaxial with the channels 22 and 22a, respectively. The inner end of these bores 26, 26a is provided with a thread so that the cylindrical plugs of the throttle valves 27, 27a can be screwed in. The throttle valves have a tapered end which enters the drainage channels 22 and 22a and reduces their effective cross section. A bore 29 connects the bores 26, 26a. The piston 18 can be adjusted into its two positions by means of solenoids (FIG. 5). These solenoids consist of an iron body 30, a winding 31 and an armature 32, 32a. The magnets are attached to the housing 16.

Die Pumpe 20 (Fig. 1 und 2) fördert die hydraulische Flüssigkeit, z. B. Öl, durch den Kanal 19. Das Öl fließt dann über den Kanal 21 in den Raum A, und der Kolben 11 wird nach rechts (Fig. 1) verstellt, so daß das Volumen des Raumes B abnimmt. Das sich in diesem Raum B befindliche Öl fließt über die Kanäle 21a und 22a und gelangt in die Bohrung29, wobei das Ende 28 .des Drosselventils 27a das Ende des Kanals 22a mehr oder weniger .sperrt. Die Verstellungsgeschwindigkeit des Kolbens 11 hängt somit von der Einstellung des Drosselventils 27a ab. Von .der Bohrung 29 gelangt das Öl über die Kanäle 34, 35 (Fig. 2 und 4) in den Ölsumpf 36 der Pumpe 20 zurück.The pump 20 (Fig. 1 and 2) conveys the hydraulic fluid, for. B. oil, through the channel 19. The oil then flows through the channel 21 into the space A, and the piston 11 is adjusted to the right (Fig. 1) so that the volume of the space B decreases. The oil in this space B flows through the channels 21a and 22a and enters the bore 29, the end 28 of the throttle valve 27a more or less blocking the end of the channel 22a. The adjustment speed of the piston 11 thus depends on the setting of the throttle valve 27a. From the bore 29, the oil returns to the oil sump 36 of the pump 20 via the channels 34, 35 (FIGS. 2 and 4).

Der Kolben 18 gleitet dicht in der Bohrung 17 und weist vier Teile D, Da, E und Ea mit verjüngtem Durchmesser auf. Zwischen den Teilen D und Da weist der Kolben 18 bei 37 eine Umfangsnut 38 auf, ,die durch mindestens eine Radialbohrung 40 mit einer Längsbohrung 39 verbunden ist.The piston 18 slides tightly in the bore 17 and has four parts D, Da, E and Ea with a tapered diameter. Between the parts D and Da , the piston 18 has a circumferential groove 38 at 37, which is connected to a longitudinal bore 39 by at least one radial bore 40.

Die Teile D und E sind durch den Bund 41, die Teile D und Da durch den Bund 37 und die Teile Da und Ea durch den Bund 41a getrennt. Ferner schließen .die Teile E, Ea an Bunde 42, 42a an, die je mit einer Nut 43 zur Aufnahme eines Dichtungsringes versehen sind. Die Teile E, Ea weisen Radialbohrungen 44 auf, die mit der Längsbohrung 39 kommunizieren.Parts D and E are separated by collar 41, parts D and Da by collar 37, and parts Da and Ea by collar 41a. Furthermore, the parts E, Ea adjoin collars 42, 42a, which are each provided with a groove 43 for receiving a sealing ring. The parts E, Ea have radial bores 44 which communicate with the longitudinal bore 39.

Das Ganze ist derart bemessen, daß der Teil D sich über die Kanäle 19 und 21, der Teil Da über die Kanäle 21a, 22a, der Teil E über die Kanäle 22, 23 und der Teil Ea über den Kanal 23 a erstreckt (Stellung der Fig. 1). Beim Verschieben des Kolbens 18 in die andere Stellung erstreckt sich der Teil D über 21, 22, der Teil Da über 19, 21 a und der Teil E über 23 und der Teil Ea über 22 a, 23 a.The whole is dimensioned in such a way that the part D extends over the channels 19 and 21, the part Da over the channels 21a, 22a, the part E over the channels 22, 23 and the part Ea over the channel 23a (position of the Fig. 1). When the piston 18 is moved into the other position, part D extends over 21, 22, part Da over 19, 21 a and part E over 23 and part Ea over 22 a, 23 a.

Die dargestellte Vorrichtung funktioniert wie folgt: Man nehme an, die verschiedenen Teile befänden sich in der Stellung der Fig.1 und das unter Druck stehende Öl ströme durch den Kanal 19. Das Öl gelangt in den Raum A des Zylinders 12 und ist bestrebt, den Kolben 11 nach rechts zu verschieben, d. h. das Volumen des Raumes B zu reduzieren. Dieser Raum sowie die mit ihm kommunizierenden Kanäle sind mit Öl gefüllt. Wie erwähnt, ist die Verstellungsgeschwindigkeit des Kolbens Funktion der Durchflußmenge des Öls durch den Kanal 22a.The illustrated apparatus operates as follows: Assume that the different parts were in the position of Figure 1 and the pressurized oil flows through the channel 19. The oil passes into the chamber A of the cylinder 12 and strives to To move piston 11 to the right, ie to reduce the volume of space B. This space and the channels communicating with it are filled with oil. As mentioned, the displacement speed of the piston is a function of the flow rate of the oil through the channel 22a.

Es gibt stets einen Druckunterschied zwischen den Räumen A, B und zwischen den Ringräumen um die Teile D und Da. Die beweglichen Teile werden natürlich in Richtung des kleineren Druckes verstellt. Falls Öl durch den Kolben 11 oder durch die Wand 37 sickern würde, wäre die Geschwindigkeit des Kolbens 11 dadurch beeinflußt, und die Steuerung- der Maschine wäre nicht mehr zuverlässig. Dies ist hier nicht möglich dank den Ringnuten 14 und 38. Das Öl kann nie in den Raum kleineren Druckes gelangen, vJeil es vorher dem Atmosphärendruck ausgesetzt ist, der tiefer liegt als der genannte kleinere Truck. Das in die Ringnut 38 gelangende Öl fließt in denkingräumen um die Teile E, Ea, die über den Kanal 35 stets mit dem Ölsumpf 36 verbunden sind. In. diesen Räumen ist somit ein Druckanstieg unmöglich.There is always a pressure difference between spaces A, B and between the annulus around parts D and Da. The moving parts are of course adjusted in the direction of the lower pressure. If oil were to seep through the piston 11 or through the wall 37, the speed of the piston 11 would be influenced and the control of the machine would no longer be reliable. This is not possible here thanks to the annular grooves 14 and 38. The oil can never get into the space of lower pressure, because it is previously exposed to the atmospheric pressure, which is lower than the smaller truck mentioned. The oil reaching the annular groove 38 flows in the denking spaces around the parts E, Ea, which are always connected to the oil sump 36 via the channel 35. In. an increase in pressure is therefore impossible in these spaces.

Manchmal ist eine rasche Bewegung des Kolbens erwünscht, z. B. dann, wenn er zum Hin- und Herbewegen eines Arbeitstisches dient. Dies wird durch Herstellung einer Verbindung zwischen den Kanälen 22 oder 22 a und .der Bohrung 29 ermöglicht. Um diese Umleitung des Öls zu verwirklichen, ist ein zweiter Schieber 25 vorgesehen.Sometimes rapid movement of the piston is desired, e.g. B. then, when it is used to move a work table back and forth. This is done through manufacture a connection between the channels 22 or 22 a and .der bore 29 enables. In order to realize this diversion of the oil, a second slide 25 is provided.

Das Gehäuse 16 weist hierfür eine Bohrung 46 auf, deren Achse senkrecht zur Achse der Bohrung 24 steht (Fg. 2). Eine Feder 47 belastet den Schieberkolben 25; der sich in der Bohrung 46 befindet, derart, daß .er nach oben gedrückt wird. In der dargestellten Stellung steht er im Kontakt mit dem Magnetanker 32a. Der Schieber 25- weist zwei durch einen Bund 48 getrennte Teile F und G kleineren Durchmessers und beiderends eine Ringnut 50 zur Aufnahme eines Dichtungsringes auf.For this purpose, the housing 16 has a bore 46, the axis of which is perpendicular is to the axis of the bore 24 (Fig. 2). A spring 47 loads the slide piston 25; which is located in the bore 46 such that it is pushed upwards. In the position shown, it is in contact with the magnet armature 32a. The slider 25- has two parts F and G of smaller diameter separated by a collar 48 and at both ends an annular groove 50 for receiving a sealing ring.

Wenn der Schieber 25 sich in der sogenannten geschlossenen Stellung befindet (Fig. 2 und 5), so sperrt der Bund 48 die Bohrung 24. Unter Druck stehendes, von den Kanälen 22 oder 22a kommendes Öl wird zwischen dem Umfang des Bundes 48 und der Wand der Bohrung 24 in .den Ringräumen um die Teile F, G sickern. Es gelangt aber über die Bohrungen 34, 35 (Fig. 2) in den Ölsumpf zurück.When the slide 25 is in the so-called closed position is (Fig. 2 and 5), the collar 48 blocks the hole 24. Pressurized, Oil coming from channels 22 or 22a is trapped between the periphery of collar 48 and the wall of the bore 24 in .den annulus around the parts F, G seep. It gets but via the bores 34, 35 (Fig. 2) back into the oil sump.

Die rasche Bewegung des zu steuernden Maschinenteiles 10 wird durch Erregung der mit dem Magnetanker32a zusammenwirkendenWicklung erreicht. Der Schieber 25 wird verstellt, und das Öl gelangt unmittelbar von der Bohrung 24 in den Ringraum um den Teil F und von dort über die Bohrungen 29, 34, 35 in den Ölsumpf 36.The rapid movement of the machine part 10 to be controlled is through Reached excitation of the coil cooperating with the armature 32a. The slider 25 is adjusted, and the oil passes directly from the bore 24 into the annulus around part F and from there via the bores 29, 34, 35 into the oil sump 36.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Hydraulic control device with a piston valve, an inlet channel, consumer channels lying on both sides of the inlet channel and two drainage channels, narrowed by throttle valves, on the side of the consumer channels, characterized by an additional piston valve (25) which bypassing the throttle valves (27, 27a) the direct passage (34) from the drainage channels (22, 22a) brings about the return channel (35).

2. Apparatus according to claim 1, characterized by an electromagnetic actuator (30, 31, 32, 32a) for the first Piston valve (18).

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized by an electromagnetic actuating device (30, 32a) for the additional piston slide (25). Documents considered: German Patent No. 265 812; Austrian Patent No. 186 476; French Patent No. 1025 728; British Patent No. 535,369; U.S. Patent Nos. 2,318,757, 2,392,471, 2,415,417, 2,506,111, 2,506,129, 2,582,088, 2,610,022, 2,634,086, 2,649,996, 2,651,324, 2,661,182.