DE1192056B

DE1192056B - Servo motor control

Info

Publication number: DE1192056B
Application number: DEL26648A
Authority: DE
Inventors: Nils Johannes Liaaen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1957-01-19
Filing date: 1957-01-19
Publication date: 1965-04-29

Description

Servomotorsteuerung Die Erfindung bezieht sich auf eine Servomotorsteuerung mit einem hydraulisch verstellbaren Kolben, .dessen Druckölzufuhr mittels eines Schiebers gesteuert wird, der hydraulisch oder elektromagnetisch in Abhängigkeit von einem von Hand oder automatisch betätigten Impulsgeber beeinflußt, und nach Beendigung des Einflusses des Impulsgebers durch eine Feder wieder in die Neutralstellung zurückgeführt wird.Servo motor control The invention relates to a servo motor control with a hydraulically adjustable piston, its pressure oil supply by means of a Slide is controlled, the hydraulically or electromagnetically depending influenced by a manually or automatically operated pulse generator, and after End of the influence of the pulse generator by a spring back into the neutral position is returned.

Bei einer bekannten Servomotorsteuerung wird der Regelschieber von einem Regulator und der Rückstellschieber von dem Servomotorkolben bewegt. Keiner der Schieber ist hierbei zur Erreichung der Neutralstellung frei beweglich. Bei einer anderen bekannten Servomotorsteuerung der obengenannten Art ist die Anordnung so getroffen, daß eine unmittelbare mechanische Verbindung zwischen dem Schieber und dem Servomotorkolben, z. B. mittels eines Gestänges, besteht. Dadurch kann einer eventuellen Verschiebung des Kolbens nicht unmittelbar entgegengewirkt bzw. unbeabsichtigte Verschiebungen des Kolbens nicht verhindert werden.In a known servomotor control, the control slide is from a regulator and the return slide is moved by the servomotor piston. None the slide can be moved freely to reach the neutral position. at Another known servo motor control of the above type is the arrangement taken so that a direct mechanical connection between the slide and the servomotor piston, e.g. B. by means of a linkage. This allows one possible displacement of the piston not directly counteracted or unintentional Displacements of the piston cannot be prevented.

Aufgabe der Erfindung ist, eine Servomotorsteuerung zu schaffen, bei der diese Nachteile beseitigt sind.The object of the invention is to create a servomotor control at which eliminates these disadvantages.

Bei der Servomotorsteuerung der vorstehend genannten Art steht gemäß der Erfindung der Schieber mit dem Kolben über die Rückstellfeder, eine Schieberstange und einen zweiarmigen drehbar gelagerten Hebel, der an der Stange und am Kolben angelenkt ist, in Verbindung, wobei der Drehpunkt des Hebels über eine Reibungsvorrichtung verschiebbar ist und die durch die Reibungsvorrichtung hervorgerufene Bremskraft so bemessen ist, daß bei betätigtem, in die Endstellungen verschobenem Schieber der Drehpunkt bei Bewegung des Kolbens durch den Hebel verschoben wird und bei in Mittelstellung stehendem Schieber der Drehpunkt bei Bewegung des Kolbens durch die Reibungskraft festgehalten wird und der Hebel um diesen Drehpunkt schwenkt.In the case of the servomotor control of the type mentioned above, according to the invention of the slide with the piston via the return spring, a slide rod and a two-armed pivoted lever attached to the rod and to the piston is articulated, in connection, the fulcrum of the lever via a friction device is displaceable and the braking force caused by the friction device is dimensioned so that when the slide is actuated and moved into the end positions the pivot point is shifted by the lever when the piston is moved and in Center position stationary slide the pivot point when moving the piston through the Frictional force is held and the lever pivots around this pivot point.

Mit dieser Ausbildung wird erreicht, daß der hydraulisch oder elektromagnetisch betätigte Steuerschieber mit dem Servomotorkolben nicht in unmittelbarer Verbindung steht, so daß unbeabsichtigte Verschiebungen des Kolbens verhindert werden. Es wird hierbei die Rückführung des Schiebers durch Federkraft vorgenommen, nachdem die hydraulische Beeinflussung beendet ist. Zu der Schieberstange bewegt sich der Schieber bei seiner Betätigung relativ. Die mechanische Verbindung zwischen dem Servomotorkolben und der Schieberstange beeinfiußt nicht die beabsichtigte Verschiebung des Servomotorkolbens. Sie hat nur den Zweck, einer unbeabsichtigten Verschiebung des Kolbens entgegenzuwirken.With this training it is achieved that the hydraulic or electromagnetic actuated control spool is not in direct contact with the servomotor piston stands so that unintentional displacement of the piston can be prevented. It will here the return of the slide made by spring force after the hydraulic influence has ended. The slide moves towards the slide rod when operated relatively. The mechanical connection between the servomotor piston and the slide rod does not affect the intended displacement of the servomotor piston. Its only purpose is to counteract unintentional displacement of the piston.

In den Zeichnungen sind mehrere beispielsweise Ausführungsformen der Servomotorsteuerung gemäß der Erfindung dargestellt.In the drawings are several exemplary embodiments of the Servo motor control according to the invention shown.

F i g. 1 zeigt schematisch, teilweise im Schnitt, eine Ausführungsform der Servomotorsteuerung; F i g. 2 zeigt Teile der Vorrichtung gemäß F i g. 1 in Seitenansicht, mit einer abgeänderten Ausführungsform der Bremsvorrichtung für den mittleren Zapfen des Steuerhebels; F i g. 3 zeigt eine weitere abgeänderte Ausführungsform der Bremsvorrichtung; F i g. 4 und 5 zeigen abgeänderte Ausführungsformen der Servomotorsteuerung.F i g. 1 shows schematically, partially in section, an embodiment the servo motor controller; F i g. 2 shows parts of the device according to FIG. 1 in Side view, with a modified embodiment of the braking device for the central pin of the control lever; F i g. 3 shows a further modified embodiment the braking device; F i g. 4 and 5 show modified embodiments of the servo motor control.

In F i g. 1 ist mit 1 der Servomotorzylinder, mit 2 der Kolben und mit 3 die Kolbenstange bezeichnet. Der Zylinder kann beispielsweise mit der Welle einer Verstellschraube zusammengebaut sein, und die Kolbenstange 3, die durch die hohle Welle geführt ist, dient zum Verstellen der Schraubenflügel.In Fig. 1 is with 1 the servo motor cylinder, with 2 the piston and with 3 denotes the piston rod. The cylinder can, for example, with the shaft be assembled an adjusting screw, and the piston rod 3, which is through the hollow shaft is used to adjust the screw blades.

Der Servomotorzylinder 1 ist mit Bohrungen für die Druckölzufuhr durch die Leitungen 4 und 5 versehen, die abwechselnd für den Ein- und Austritt des Drucköls dienen. Der Kolben 2 ist durch eine Stange 6 mit einem Ring 7 verbunden, der auf der Welle verschiebbar gelagert und mit einer Nut 8 versehen ist, in die ein Zapfen 9 eingreift, der auf einem um einen Zapfen 11 schwenkbaren Hebel 10 angeordnet ist. In einigem Abstand vom Drehzapfen 9 ist der Hebel mit einem Zapfen 12 versehen, der in ein Gleitstück 13 eingreift, das in einer aus zwei kreisbogenförmigen Platten oder Schienen 14 und 15 bestehenden Führung bewegt werden kann. Die Platte 15 ist mittels regelbarer Federn 16 gegen das Gleitstück 13 angedrückt. Das Gleitstück 13 ist somit nur unter überwindung des durch den Federdruck hervorgerufenen Reibungswiderstandes beweglich.The servo motor cylinder 1 is through bores for the pressure oil supply the lines 4 and 5 are provided, which alternate for the inlet and outlet of the pressure oil to serve. The piston 2 is connected by a rod 6 with a ring 7, which on the shaft is slidably mounted and provided with a groove 8 into which a pin 9 engages, which is arranged on a lever 10 pivotable about a pin 11. At some distance from the pivot 9, the lever is provided with a pin 12, which engages in a slider 13, which in one of two circular arc-shaped plates or rails 14 and 15 existing guide can be moved. The plate 15 is pressed against the slider 13 by means of adjustable springs 16. That Slider 13 is thus only overcoming that caused by the spring pressure Frictional resistance movable.

Der Hebel 10 ist am oberen Ende mittels des Lenkers 17 mit einer Stange 18 verbunden, die mit zwei auf jeder Seite eines mittleren Teiles 21 liegenden Teilen 19 kleineren Durchmessers versehen ist. Auf den Teilen 19 ist je eine Hülse 20 angeordnet, die mittels einer Feder 22 gegen die Schulter des betreffenden Teiles gedrückt wird. Die Stange 18 ist in einem Schieber 23 und im Schiebergehäuse 24 frei beweglich. Letzteres ist mit Bohrungen für die Zufuhr von Öl durch die Leitungen 25 und 26 versehen, die mit einer um eine Achse 28 schwenkbaren Düse 27 zusammenwirken, die mit der einen oder der anderen der Leitungen ausgerichtet werden kann. Durch die Düse 27 wird ständig Öl gepumpt, und wenn der Betriebszustand zu ändern ist, wird der Impuls auf die Düse übertragen, die dadurch aus der Mittellage geschwenkt und mit einer der Leitungen 25 oder 26 ausgerichtet wird. Diese Leitungen sind immer mit Öl gefüllt, und sobald der Ölstrahl gegen die Öffnung der Leitung gerichtet ist, wird an der betreffenden Endfläche des Schiebers 23 eine Druckerhöhung hervorgerufen, wodurch der Schieber in seine Endlage gegen den Boden des Schiebergehäuses 24 bewegt wird. Hierdurch leitet der Schieber das durch eine mittlere Leitung 29 zugeführte Drucköl zu der einen oder der anderen der Bohrungen, die durch die Leitungen 4 oder 5 das Öl dem Servomotorzylinder 1 zuführt.The lever 10 is connected at the upper end by means of the handlebar 17 to a rod 18 which is provided with two parts 19 of smaller diameter lying on each side of a central part 21. A sleeve 20 is arranged on each of the parts 19 and is pressed against the shoulder of the relevant part by means of a spring 22. The rod 18 is freely movable in a slide 23 and in the slide housing 24. The latter is provided with bores for the supply of oil through the lines 25 and 26 , which cooperate with a nozzle 27 which is pivotable about an axis 28 and which can be aligned with one or the other of the lines. Oil is constantly pumped through the nozzle 27 , and when the operating state is to be changed, the impulse is transmitted to the nozzle, which is thereby pivoted out of the central position and aligned with one of the lines 25 or 26. These lines are always filled with oil, and as soon as the oil jet is directed against the opening of the line, a pressure increase is caused on the relevant end face of the slide 23 , whereby the slide is moved into its end position against the bottom of the slide housing 24 . As a result, the slide guides the pressure oil supplied through a central line 29 to one or the other of the bores, which supply the oil to the servomotor cylinder 1 through the lines 4 or 5.

Die Bewegung des Schiebers 23 erfolgt entgegen der Wirkung der Feder 22, die auch die Stange 18 nach der einen oder anderen Seite zu drücken sucht, je nach der Richtung, in welcher der Schieber bewegt wird. Da aber der Hebel 10 wegen der Form der ; Führung 14, 15 und auch wegen des Reibungswiderstandes in derselben nicht um den Zapfen 9 schwenken wird, bleibt die Stange 18 in Ruhe, insbesondere weil die Kraft, die von der Feder 22 auf die Stange 18 ausgeübt wird, verhältnismäßig klein ist. Um zu verhindern, daß die Stange 18 dem gegen die Endfläche des Schiebers 23 wirkenden Druck ausgesetzt wird, ist die Länge der Hülsen 20 im Verhältnis zur Länge der Teile 19 derart bemessen, daß das für die freie Bewegung der Hülsen vorhandene Spiel dem Spiel zwischen der Endfläche des Schiebers 23 und dem Boden des Schiebergehäuses 24 entspricht. Es kann somit während der Schieberbewegung nur die Kraft der Feder 22 auf die Stange 18 übertragen werden. Sobald der Schieber 23 aber seine Endlage erreicht hat, wird die Stange 18 durch denselben festgehalten, indem die Hülse 20 dann sowohl gegen den Schieber als auch gegen die Schulter der Stange zum Anliegen kommt.The movement of the slide 23 takes place against the action of the spring 22, which also tries to push the rod 18 to one side or the other, depending on the direction in which the slide is moved. But since the lever 10 because of the shape of the; Guide 14, 15 and also because of the frictional resistance in the same will not pivot about the pin 9, the rod 18 remains at rest, in particular because the force exerted by the spring 22 on the rod 18 is relatively small. In order to prevent the rod 18 from being subjected to the pressure acting against the end face of the slide 23 , the length of the sleeves 20 in relation to the length of the parts 19 is dimensioned such that the play available for the free movement of the sleeves is the play between the End face of the slide 23 and the bottom of the slide housing 24 corresponds. Thus, only the force of the spring 22 can be transmitted to the rod 18 during the slide movement. As soon as the slide 23 has reached its end position, the rod 18 is held by the same, in that the sleeve 20 then comes to rest against both the slide and the shoulder of the rod.

Die Schieberbewegung aus der Mittellage in die Endlage erfolgt in möglichst kurzer Zeit, und die den Leitungen 29, 4 und 5 entsprechenden Bohrungen stehen dann für die Zufuhr von Drucköl zum Servomotor offen. Während der Kolbenbewegung wird der Ring 7 mitgenommen, und der Hebel 10 schwenkt hierbei um den Zapfen 11 und nimmt das Gleitstück 13 mit, indem der Widerstand gegen die Bewegung der Stange 18 größer ist als der Widerstand gegen die Bewegung des Gleitstückes. Der Zapfen 11 bleibt also ruhig stehen. Wenn der Impuls aufhört, schwenkt die Düse 27 in die Mittellage zurück, und gleichzeitig wird der Schieber 23 durch die Feder 22 in die Mittellage zurückgebracht. Falls der Servomotorkolben 2 zu kriechen beginnt, schwenkt der Hebel 10 um den Zapfen 12, weil der Widerstand gegen die Schieberbewegung jetzt nicht so groß ist, daß das Gleitstück 13 mitgenommen wird.The slide movement from the central position to the end position takes place in the shortest possible time, and the holes corresponding to lines 29, 4 and 5 are then open for the supply of pressure oil to the servomotor. During the piston movement, the ring 7 is entrained and the lever 10 pivots around the pin 11 and takes the slide 13 with it, in that the resistance to the movement of the rod 18 is greater than the resistance to the movement of the slide. The pin 11 thus remains stationary. When the impulse ceases, the nozzle 27 swivels back into the central position, and at the same time the slide 23 is brought back into the central position by the spring 22. If the servomotor piston 2 begins to creep, the lever 10 pivots about the pin 12 because the resistance to the slide movement is now not so great that the slider 13 is carried along.

c Die Bohrungen für die Druckölzufuhr zum Servomotor werden hierbei wieder geöffnet, und der Kolben wird in die Anfangslage zurückbewegt, wobei gleichzeitig der Schieber in die Mittellage zurückgeführt wird und die Bohrungen wieder schließt.c The bores for the pressure oil supply to the servo motor are here reopened, and the piston is moved back to the initial position, at the same time the slide is returned to the central position and the holes are closed again.

F i g. 2 ist eine Seitenansicht des Hebels 10, des Ringes 7 und des Zapfens 11 und zeigt eine andere Ausführungsform der Bremsvorrichtung in Verbindung mit dem Zapfen 12. Dieser Zapfen greift hier in eine Scheibe 31 ein, die auf einem festen Teil 32 drehbar gelagert ist, wobei die Scheibe als ein auf einer versenkten Partie gelagerter Ring ausgebildet ist. Die Scheibe wird mittels einer an dem festen Teil 32 anliegenden Feder 34 gegen eine Platte 33 gedrückt gehalten, wobei das andere Ende der Feder gegen einen Flansch 35 einer mit der Platte 33 verbundenen kurzen Welle 36 anliegt.F i g. 2 is a side view of the lever 10, the ring 7 and the pin 11 and shows another embodiment of the braking device in connection with the pin 12. This pin engages here in a disc 31 which is rotatably mounted on a fixed part 32, wherein the disc is designed as a ring mounted on a countersunk section. The disk is held pressed against a plate 33 by means of a spring 34 resting on the fixed part 32, the other end of the spring resting against a flange 35 of a short shaft 36 connected to the plate 33.

Wie die Zeichnung zeigt, ist die Achse der Scheibe 31 mit der Achse des Zapfens 11 koaxial, wodurch ein Festklemmen ausgeschlossen ist.As the drawing shows, the axis of the disk 31 is with the axis of the pin 11 coaxially, whereby jamming is excluded.

F i g. 3 zeigt eine weitere Vorrichtung zur Erzeugung eines Widerstandes gegen die Bewegung des Zapfens 12. Auch hier wird eine mit 37 bezeichnete Scheibe verwendet, in welcher der Zapfen 12 befestigt ist. Der Widerstand gegen Drehung der Scheibe ist aber hier durch Kataraktwirkung geschaffen. Der Zapfen 12 ist mit einer Stange 38 gelenkig verbunden, welche die Kolbenstange des Kolbens 39 eines Zylinders 40 bildet. Der Zylinder 40 ist durch eine von der Zufuhrleitung abgezweigte, in die Endwände des Zylinders eingeführte Leitung 41 mit Öl oder einer anderen Flüssigkeit gefüllt, wobei Rückschlagventile 42 angeordnet sind. Der Ausfluß aus dem Zylinder erfolgt durch federbelastete Ventile 43, die für den Widerstand gegen die Kolbenbewegungen maßgebend sind. In den beiden in den F i g. 2 und 3 gezeigten Vorrichtungen kann die Federspannung auf beliebige Weise geregelt werden.F i g. 3 shows a further device for generating a resistance to the movement of the pin 12. Here, too, a disk designated 37 is used, in which the pin 12 is fastened. The resistance to the rotation of the disk is created here by the effect of the cataract. The pin 12 is articulated to a rod 38 which forms the piston rod of the piston 39 of a cylinder 40 . The cylinder 40 is filled with oil or another liquid through a line 41 branched off from the supply line and introduced into the end walls of the cylinder, with check valves 42 being arranged. The outflow from the cylinder takes place through spring-loaded valves 43, which are decisive for the resistance to the piston movements. In the two in Figs. 2 and 3, the spring tension can be regulated in any way.

F i g. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform des Schiebers und der nachgiebigen Verbindungsvorrichtung, wobei letztere als eine besondere Einheit ausgeführt ist. Die Stange 18 mit den Teilen 19 kleineren Durchmessers sowie die Hülsen 20 und die Feder 22 sind von der gleichen Art wie bei der in F i g. 1 gezeigten Vorrichtung. Die Teile sind aber hier in einem Gehäuse 47 angeordnet, das mit Zapfen 48 versehen ist, die in einem gabelförmigen Ende der Stange 10 gelagert oder auf andere Weise mit der Stange verbunden sind. Der Schieber, der hier mit 44 bezeichnet ist, unterscheidet sich vom Schieber 23 nach F i g. 1 darin, daß er mit einem Kolben 45 größeren Durchmessers als dem des Schiebers versehen ist. Dieser Kolben ist in einem Zylinder 46 verschiebbar, der mit Bohrungen 25 und 26 für die Druckölzufuhr versehen ist. Das Schiebergehäuse ist mit Bohrungen bzw. Leitungen 4 und 5 in Übereinstimmung mit der in F i g. 1 gezeigten Anordnung versehen.F i g. Figure 4 shows a further embodiment of the slide and the resilient connecting device, the latter being implemented as a separate unit. The rod 18 with the parts 19 of smaller diameter and the sleeves 20 and the spring 22 are of the same type as in the case of FIG. 1 shown device. The parts are, however, arranged here in a housing 47 which is provided with pins 48 which are mounted in a fork-shaped end of the rod 10 or connected to the rod in some other way. The slide, which is denoted here by 44 , differs from the slide 23 according to FIG. 1 in that it is provided with a piston 45 of larger diameter than that of the slide. This piston is displaceable in a cylinder 46 which is provided with bores 25 and 26 for the supply of pressurized oil. The valve housing is provided with bores or lines 4 and 5 in accordance with the one shown in FIG. 1 provided arrangement shown.

Bei dieser Anordnung kann der Schieberdurchmesser klein mit daraus sich ergebender Masse gehalten werden, ohne dadurch die Verstellkraft zu beeinflussen, da diese vom Durchmesser des Kolbens 45 bestimmt wird. Die Wirkungsweise ist im übrigen dieselbe wie bei der Anordnung nach F i g. 1. F i g. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Schieberanordnung nach F i g. 1, bei welcher der innere Raum des Schiebergehäuses von losen Scheiben 49 begrenzt ist, die gegen Bunde 50, 51 auf der Schieberstange 18 und gegen ringförmige Anschläge 52 an der Schiebergehäusewand anliegen. Die Scheiben 49 sind somit sowohl gegenüber der Schieberstange 18 als auch gegenüber dem Schiebergehäuse 24 verschiebbar.With this arrangement, the slide diameter can be kept small with the resulting mass, without thereby influencing the adjusting force, since this is determined by the diameter of the piston 45. The mode of operation is otherwise the same as in the arrangement according to FIG. 1. F i g. 5 shows a further embodiment of the slide arrangement according to FIG. 1, in which the inner space of the valve housing is delimited by loose disks 49 which rest against collars 50, 51 on the valve rod 18 and against annular stops 52 on the valve housing wall. The disks 49 are thus displaceable both with respect to the slide rod 18 and with respect to the slide housing 24.

Bei dieser Anordnung ist die Stange 18 und damit der Hebel 10 völlig von der Kraft entlastet, die vom Schieber durch die Feder 22 auf die Stange ausgeübt wird, wenn der Flüssigkeitsdruck wirksam ist. Ferner ist die sonstige Neigung der Stange, um ihren unteren Drehzapfen 12 zu schwenken, dadurch beseitigt, weil der Druck gegen den Schieber durch einen Druck von gleicher Höhe, aber entgegengesetzter Richtung gegen das Ende der Schieberstange aufgehoben wird.In this arrangement, the rod 18 and thus the lever 10 is complete relieved of the force exerted by the slide by the spring 22 on the rod becomes when the fluid pressure is in effect. Furthermore, the other inclination is the Rod to pivot its lower pivot 12, thereby eliminated because of the Pressure against the slide by a pressure of the same level, but opposite Direction towards the end of the slide rod is canceled.

Claims

Claims: 1. Servomotor control with a hydraulically adjustable piston, the pressure oil supply of which is controlled by means of a slide, which influences hydraulically or electromagnetically depending on a manually or automatically operated pulse generator and is returned to the neutral position by a spring after the influence of the pulse generator has ended, characterized in that the slide (23) with the piston (2) via the spring (22), a slide rod (18) and a two-armed, rotatably mounted lever (10) which is articulated on the rod and on the piston, is in connection, the pivot point (12) is displaceable via a friction device, the braking force caused by the friction device is such that when the slide (23) is actuated and moved into the end positions, the pivot point when the piston (2) is moved by the lever (10) is shifted and, with the slide in the middle position, the pivot point when the piston moves s is held by the frictional force and the lever (10) pivots around this pivot point.

2. Servo motor control according to claim 1, characterized characterized in that the displaceable pivot point (12) on a rotatable part (31) is arranged.

3. Servo motor control according to claim 2, characterized in that that the pivot axis of the pin (11) of the lever (10) with which the slide (23) is coaxial with the axis of rotation of the rotatable part (31) when the slide stands in the middle position.

4. Servo motor control according to claims 1 to 3, characterized characterized in that the frictional braking effect caused by a spring (34) which is arranged around a pin (36) around which the rotatable Part (31) rotates.

5. Servo motor control according to claims 1 to 3, characterized in that that the frictional braking effect is caused by a hydraulically influenced piston (39) is arranged in a cylinder (40) provided with spring-loaded valves (43) is.

6. Servo motor control according to claim 1, characterized in that the slide (44) at one end with a hydraulically controlled piston (45) and at the other End is connected to the return device by the spring (22).

7. Servo motor control according to claim 1, characterized in that the slide rod (18) has discs (49) is provided, which is opposite both to the slide rod and to the Valve housing (24) are axially displaceable and have the same diameter as have the slide (23). Publications considered: German patent specification No. 544 204; U.S. Patent No. 2,757,641.