DE1299458B

DE1299458B - Hydraulic, self-reversing vibratory drive

Info

Publication number: DE1299458B
Application number: DE1967W0043591
Authority: DE
Inventors: Altmeppen Johannes
Original assignee: Westinghouse Bremsen und Apparatebau GmbH
Current assignee: Westinghouse Bremsen und Apparatebau GmbH
Priority date: 1967-03-18
Filing date: 1967-03-18
Publication date: 1969-07-17
Also published as: FR1559337A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydrau- den theoretischen Erwägungen technisch entsprochen lischen, sich selbst umsteuernden Schwingantrieb für werden. Der Schwingantrieb soll außerdem aus jeder die Betätigung von Mähmessern, Sieben, Förder- Haltlage bei Wiederöffnung der Druckleitung selbsteinrichtungen u. dgl. mit einem oder zwei durch tätig wieder anspringen.The invention relates to a hydraulic theoretical consideration technically complied with lischen, self-reversing vibratory drive for be. The vibratory drive should also be made out of each the actuation of mowing knives, sieves, conveyor stop position when reopening the pressure line and the like to start again with one or two through active.

Folgesteuerung schwingenden Arbeitskolben, deren 5 Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß das Querschnitte in einem vorbestimmten Verhältnis zu hülsenförmige Steuerglied als Zylinder des schwindenen der Kolbenstangen stehen, und mit einem von genden Arbeitskolbens ausgebildet ist, daß an der einem Arbeitskolben vor Erreichen seiner Umkehr- Zylinderinnenwand Umsteuermitnehmer für den Arstellung mechanisch bewegten Steuerglied, wobei die beitskolben sowie axial gesehen außerhalb dieser Mit-Stangenkolbenkammer in ständiger Verbindung mit io nehmer radiale Öffnungen in der Zylinderwand für dem Druckmittel ist, während die stangenlose KoI- den Druckmitteldurchtritt vorhanden sind, benkammer bei ihrer Vergrößerung mit dem Druck- In der näheren Ausführung ist der hülsenförmigeSequence control oscillating working piston, whose 5 To solve this problem it is provided that the Cross-sections in a predetermined ratio to sleeve-shaped control member as the cylinder of the shrinking the piston rods are, and is formed with one of lowing working pistons that on the a working piston before reaching its reversing cylinder inner wall reversing driver for the Arstellung mechanically moved control member, the beitskolben and seen axially outside of this mit-rod piston chamber in constant communication with io subscriber radial openings in the cylinder wall for the pressure medium is, while the rodless column pressure medium passage is available, b-chamber with its enlargement with the pressure- In the closer version the sleeve-shaped one

mittel, bei ihrer Verkleinerung mit dem Rücklauf in Arbeitszylinder an seinen Enden durch an den Dek-Verbindung steht. kein befestigte und in den Arbeitszylinder eingrei-medium, in their reduction with the return in working cylinder at its ends through to the Dek connection stands. no fixed and engaging in the working cylinder

Über solche, ohne drehende Teile arbeitende 15 fende Führungen geschlossen. Eine Stirnfläche des Schwingantriebe dieser Gattung hat ein Hochschul- hülsenförmigen Arbeitszylinders liegt im Raum des institut einige grundlegende Untersuchungen durch- drucklosen, ungestauten Rücklaufs und ist von einer geführt und veröffentlicht, weil sie der technischen Druckfeder beaufschlagt, während die andere Stirn-Verwirklichung einige Probleme bieten. Dabei fläche des hülsenförmigen Arbeitszylinders des auf wurden zwar etliche mögliche Schaltschemata mit ao dieser Seite während des Auslaßhubes durch ein den üblichen hydraulischen Symbolen, jedoch keine Drosselventil gestauten Rücklaufs liegt, technischen Ausführungsformen bekanntgemacht. Wichtig sind in diesem Zusammenhang schließlichAbout such, working without rotating parts 15 fende guides closed. One face of the Oscillating drives of this type have a university sleeve-shaped working cylinder located in the area of the institut has carried out some fundamental investigations into non-pressurized, undamped return and is from a led and published because they acted on the technical compression spring, while the other forehead realization present some problems. This area of the sleeve-shaped working cylinder of the a number of possible switching schemes with ao on this page were implemented during the exhaust stroke the usual hydraulic symbols, but no throttle valve blocked return, technical embodiments announced. Ultimately, they are important in this context

Der Stand der Technik ist unbekannt, vermutlich die Vorschläge, daß die der Kolbenstange abgekehrte aber eng begrenzt, da die Entwicklung der hydrau- Kolbenkammer über Radialbohrungen mit einer lischen Schwingantriebe infolge der Schwierigkeiten 25 Ringnut am Außenumfang des hülsenförmigen Aroffenbar wenig erfolgreich war. beitszylinders und diese in der einen SteuerstellungThe prior art is unknown, presumably the suggestions that the piston rod turned away but narrowly limited, as the development of the hydraulic piston chamber via radial bores with a Lischen vibratory drives due to the difficulties 25 annular groove on the outer circumference of the sleeve-shaped Ar was not very successful. beitszylinders and this in one control position

Es ist bereits ein pneumatischer, sich selbst um- mit der Druckleitung, in der anderen mit dem gesteuernder Schwingantrieb für die Betätigung eines stauten Rücklauf verbunden ist und daß die Kolben-Abbauhammers bekannt, bei welchem das Steuer- kammer auf Seiten der Kolbenstange ebenfalls durch glied ein in einem Gehäuse zwischen Anschlägen ver- 30 Radialbohrungen mit einer anderen Ringnut am schiebbarer hülsenförmiger Zylinder des schwingen- Außenumfang des hülsenförmigen Arbeitszylinders den Arbeitskolbens ist. und diese ständig mit der Druckleitung in Verbin-It is already a pneumatic one, around itself with the pressure line, in the other with the one that controls it Vibratory drive for the actuation of a jammed return is connected and that the piston pick hammer known, in which the control chamber on the side of the piston rod also through part of a housing between 30 radial bores with another ring groove between stops Slidable sleeve-shaped cylinder of the swinging outer circumference of the sleeve-shaped working cylinder is the working piston. and this is constantly connected to the pressure line

Dieses Steuerglied ist auch hülsenförmig, es bildet dung steht.This control member is also sleeve-shaped, it forms manure stands.

jedoch nicht den Zylinder des schwingenden Arbeite- Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßenbut not the cylinder of the oscillating work- An embodiment of the invention

kolbens. Auch wird das Steuerglied nicht mechanisch 35 Schwingantriebs zeigt die Zeichnung in einem Mitbewegt, sondern pneumatisch. tellängsschnitt. In einer Bohrung 1 eines Gehäuses 2piston. Also, the control member is not mechanically moved with the 35 vibratory drive, the drawing shows but pneumatically. longitudinal section. In a bore 1 of a housing 2

Bei hydraulischen Antrieben dieser Art ist die ge- befindet sich — axial beweglich — ein hülsenförforderte Frequenz von etwa 20/s ungewöhnlich hoch. miger Arbeitszylinder 3. Die Zeichnung zeigt ihn in Denn sie bedeutet, daß die Kolbenkammern in seiner unteren Endstellung im Anschlag gegen einen 0,025 s gefüllt bzw. entleert werden müssen. Für die 40 Gehäusedeckel 4, während die obere ringförmige Umsteuereinrichtung ist es bei so hoher Frequenz Stirnfläche 5 Abstand von ihrem Anschlagbund 6 des wesentlich, daß kleine Wege des Steuergliedes große Gehäuse- und Zylinderdeckels 7 hat. Zwischen einem Querschnitte öffnen bzw. schließen, damit die Druck- anderen Bund des Deckels 7 und der ringförmigen flüssigkeit sehr schnell, aber mit mäßiger Geschwin- Stirnfläche 5 spannt sich die Druckfeder 8. Im hüldigkeit in den Arbeitszylinder ein- und aus ihm hin- 45 senförmigen Arbeitszylinder 3 bewegt sich zwischen ausfließt. Bei der sehr schnellen Folge der Umsteue- dessen inneren Sprengringen 9 und 10 der Arbeitsrungen muß sich auch der Druckwechsel am Arbeits- kolben 11. Seine Kolbenstange 12 hat etwa den halkolben mit großer Schnelligkeit vollziehen. Denn es ben Querschnitt des Arbeitskolbens. Ein Fortsatz 13 ist für das Funktionieren wichtig, daß der Druck- des Gehäusedeckels 7 gleitet dichtend im hülsenförwechsel an einer ganz bestimmten Stelle des Kolben- so migen Arbeitszylinder 3 und bildet dessen oberen Zyhubes erfolgt, der nur 0,025 s dauert. Erst durch linderdeckel. Auch der untere Zylinderdeckel ist ein exakte Umsteuerung des Arbeitskolbens vor seinem im Zylinder gleitendes, im Gehäuse feststehendes Wendepunkt kann seine kinetische Energie und die Teil 14. In seinem oberen Teil hat der hülsenförmige der mit ihm verbundenen Masse durch entsprechende Zylinder außen eine Ausnehmung 15 von kleinerem Druckerhöhung aufgenommen und in den elastischen 55 als dem Zylinderdurchmesser. Durch die verblei-Teilen des Systems (Schläuche) gespeichert und bende Zylinderwand führen Bohrungen 16 oberhalb wiedergewonnen werden. Im Zusammenhang hiermit des Sprengringes 9 in die Stangenkolbenkammer 17. steht auch die genaue Hubbegrenzung, die ebenfalls In die Gehäusebohrung 1 mündet im Bereich der nur erreichbar ist durch schlagartigen Druckwechsel Ausnehmung 15 die Druckmittelzuführung 18, so daß an einem ganz bestimmten Punkt relativ zur Lage des 60 sie in ständiger Verbindung mit der Stangenkolben-Arbeitskolbens, kammer 17 steht. Eine weitere ringförmige Ausneh-Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das mung 19 am Außenumfang des hülsenförmigen Zy-Steuerglied für einen selbstumsteuernden hydrauli- linders bildet zwei Steuerkanten· 19 α und 19 b, denen sehen Schwingantrieb so auszubilden, daß sein zwei Steuerkanten 20 α und 20 & des Gehäuses, ge-Steuerweg sehr kurz, die Steuerquerschnitte trotzdem 65 bildet durch Ringkanäle 21 und 22, gegenüberstehen, relativ groß und die Ein- und Auslaßwege der Druck- Zwischen der ringförmigen Ausnehmung 19 und der flüssigkeit durch die Steuerglieder hindurch sehr kurz Kolbenkammer 23 besteht ständige Verbindung durch ausgebildet sind. Offenbar kann nur auf diese Weise Wanddurchbohrungen 24, die unterhalb des Spreng-In hydraulic drives of this type, the - axially movable - frequency of about 20 / s required by the tube is unusually high. miger working cylinder 3. The drawing shows it in Because it means that the piston chambers must be filled or emptied in its lower end position against 0.025 s. For the 40 housing cover 4, while the upper ring-shaped reversing device, it is essential at such a high frequency end face 5 distance from its stop collar 6 that large housing and cylinder covers 7 have small paths of the control member. Open or close between a cross-section so that the pressure spring 8 is stretched in and out of the working cylinder very quickly, but at a moderate speed sen-shaped working cylinder 3 moves between outflows. With the very rapid sequence of reversing the inner snap rings 9 and 10 of the working stanchions, the pressure change on the working piston 11 must also take place. Because there is a cross section of the working piston. An extension 13 is important for the functioning that the pressure of the housing cover 7 slides sealingly in the sleeve feed change at a very specific point of the piston-like working cylinder 3 and forms its upper cycle, which lasts only 0.025 s. Only through the lid. The lower cylinder cover is also an exact reversal of the working piston in front of its turning point sliding in the cylinder, fixed in the housing, its kinetic energy and the part 14. In its upper part, the sleeve-shaped mass connected to it has a recess 15 of smaller outside through corresponding cylinders Increase in pressure added and in the elastic 55 than the cylinder diameter. Through the lead parts of the system (hoses) stored and bende cylinder wall lead holes 16 above to be recovered. In connection with this, the snap ring 9 in the piston rod chamber 17 is also the exact stroke limitation, which also opens into the housing bore 1 in the area that can only be reached by sudden pressure change recess 15, the pressure medium feed 18, so that at a very specific point relative to the position of the 60 it is in constant communication with the rod piston working piston, chamber 17. The invention is based on the object of forming two control edges 19 α and 19 b on the outer circumference of the sleeve-shaped Zy control element for a self-reversing hydraulic linder, which are oscillating drive so that its two control edges 20 α and 20 & of the housing, ge control path very short, the control cross-sections nevertheless 65 formed by annular channels 21 and 22, facing, relatively large and the inlet and outlet paths of the pressure between the annular recess 19 and the fluid through the control members very short Piston chamber 23 is constantly connected by being formed. Apparently only in this way can wall perforations 24, which are located below the explosive

ringes 10 angeordnet sind. Der Ringkanal 22 hat durch die Gehäusebohrung 25 ständige Verbindung mit der Druckmittelzuführang 18. Von dem anderen Ringkanal 21 führt eine Verbindung 26 zur in der Zeichnung unteren Stirnfläche 27 des hülsenförmigen Arbeitszylinders, eine weitere Verbindung 28 zu einem mit der Druckfeder 29 belasteten Drosselventil 30, dessen Drosselstelle die Bohrung 31 im Ventilteller ist. Oberhalb des Drosselventils beginnt der drucklose Rücklauf 32, in dessen Raum die in der Zeichnung obere Stirnfläche 5 des hülsenförmigen Arbeitszylinders liegt.ring 10 are arranged. The annular channel 22 has a permanent connection through the housing bore 25 with the pressure medium supply 18. From the other annular channel 21, a connection 26 leads to in the Drawing lower end face 27 of the sleeve-shaped working cylinder, another connection 28 to a throttle valve 30 loaded with the compression spring 29, the throttle point of which is the bore 31 in the valve disk is. Above the throttle valve, the unpressurized return 32 begins, in the space of which the in the Drawing upper end face 5 of the sleeve-shaped working cylinder is located.

Die Wirkungsweise ist wie folgt: Der hülsenförmige Arbeitszylinder 3 dient zugleich als Steuerschieber. Ist das Gerät nicht beaufschlagt, so steht der hülsenförmige Arbeitszylinder stets in seiner unteren, gezeichneten Anschlaglage, weil die Druckfeder 8 dies bewirkt. Die Kolbenkammer 23 ist dann über die Bohrungen 24, die Ringkanäle 19 und 22 sowie die Bohrung 25 mit der Druckmittelzuführung 18 ver- ao bunden, von der ein ständig offener Zugang zur Stangenkolbenkammer 17 besteht. Wird das Druckmittel durch die Bohrung 18 zugeführt, so gelangt es in beide Kolbenkammern 17 und 23. Die größere Wirkfläche des Arbeitskolbens treibt ihn in der Zeichnung nach oben, wobei der hülsenförmige Arbeitszylinder in seiner unteren Anschlaglage verbleibt, bis der Arbeitskolben gegen den Sprengring 9 schlägt, wobei die kinetische Energie der Kolbenmasse und der von ihm angetriebenen Masse den hülsenförmigen Arbeitszylinder entgegen der Kraft der Feder 8 in seine obere Anschlaglage mitreißt. Schon nach einem Teil dieses Weges, wenn nämlich die Steuerkante 19 α die Steuerkante 20 α überfahren hat, ist die Umsteuerung vollzogen. Dann ist die Kolbenkammer 23 vom Ringkanal 22, d. h. von der Druckseite, getrennt und über den Ringkanal 21 mit dem Rücklauf 28, 32 verbunden. Im Rücklaufkanal 28, 26 verursacht das entweichende Druckmittel durch das Drosselventil 30 einen Staudruck, der im Rücklaufteil 32 jedoch nicht vorhanden ist.The mode of operation is as follows: The sleeve-shaped working cylinder 3 also serves as a control slide. If the device is not acted upon, the sleeve-shaped working cylinder is always in its lower, drawn stop position, because the compression spring 8 causes this. The piston chamber 23 is then connected via the bores 24, the annular channels 19 and 22 and the bore 25 to the pressure medium supply 18, from which there is always open access to the rod piston chamber 17. If the pressure medium is fed through the bore 18, it enters both piston chambers 17 and 23 , the kinetic energy of the piston mass and the mass driven by it dragging the sleeve-shaped working cylinder against the force of the spring 8 into its upper stop position. After only a part of this path, namely when the control edge 19 α has passed the control edge 20 α , the reversal is completed. The piston chamber 23 is then separated from the ring channel 22, ie from the pressure side, and connected to the return 28, 32 via the ring channel 21. In the return channel 28, 26, the escaping pressure medium causes a dynamic pressure through the throttle valve 30, which, however, is not present in the return part 32.

Der Staudruck ist so hoch bemessen, daß seine auf die untere, ringförmige Stirnfläche 27 des hülsenförmigen Arbeitskolbens ausgeübte Kraft größer ist als die ihr entgegenwirkende Kraft der Feder 8. Infolgedessen verharrt der hülsenförmige Arbeitskolben für die Dauer des Staudrucks in seiner oberen Anschlaglage. Der Arbeitskolben 11 bewegt sich inzwischen bereits wieder abwärts, weil in der Kolbenkammer 23 nur der Staudruck, in der Stangenkolbenkammer 17 jedoch der volle Betriebsdruck herrscht. Auf dem Abwärtsweg schlägt der Arbeitskolben auf den Sprengring 10 auf, und die kinetische Energie bewirkt die neue Umsteuerung zurück zum gezeichneten Zustand. Sofort nach der Schließung der Steuerkanten 19 α und 20 α bricht der Staudruck in den Räumen 28, 26 zusammen, weil der winzige, dazu nötige Ölabfluß durch die Bohrung 31 erfolgt. Daher wird während der nächsten Aufwärtsbewegung des Arbeitskolbens 11 der hülsenförmige Arbeitszylinder von der Druckfeder 8 in der unteren Anschlagstellung gehalten. Der Staudruck ist also immer nur während des Abwärtshubes des Arbeitskolbens vorhanden. The dynamic pressure is so high that its force exerted on the lower, annular end face 27 of the sleeve-shaped working piston is greater than the counteracting force of the spring 8. As a result, the sleeve-shaped working piston remains in its upper stop position for the duration of the dynamic pressure. The working piston 11 is now moving downwards again because only the dynamic pressure prevails in the piston chamber 23, but the full operating pressure prevails in the piston rod chamber 17. On the downward path, the working piston hits the snap ring 10, and the kinetic energy causes the new reversal back to the state shown. Immediately after the control edges 19 α and 20 α are closed , the dynamic pressure in the spaces 28, 26 collapses because the tiny oil drainage required for this occurs through the bore 31. Therefore, during the next upward movement of the working piston 11, the sleeve-shaped working cylinder is held in the lower stop position by the compression spring 8. The dynamic pressure is therefore only ever present during the downward stroke of the working piston.

Natürlich können auch zwei gegenläufige Arbeitskolben in einem hülsenförmigen Arbeitszylinder angeordnet werden. Dabei läßt sich die Steuereinrichtung auf gleiche Weise anordnen.Of course, two counter-rotating working pistons can also be arranged in a sleeve-shaped working cylinder will. The control device can be arranged in the same way.

Eingangs war ausgeführt, daß ein hydraulischer Schwingantrieb von ungewöhnlich hoher Frequenz auch extrem kurze Umsteuerzeiten und zu diesem Zweck sehr kurze Steuerwege besitzen muß. Die dabei zu öffnenden Querschnitte müssen dagegen besonders groß sein, um in den kurzen Hubzeiten (z. B. 0,025 s) den Arbeitszylinder füllen bzw. entleeren zu können. Die gemäß der Erfindung am Außenumfang des hülsenförmigen Arbeitszylinders angeordneten Steuerkanten haben gegenüber immer möglichst klein gehaltenen, gesonderten Steuerschiebern eine vielfach größere Länge. Daher wird ihr axialer Steuerweg bei gleichem Öffnungsquerschnitt entsprechend kürzer und schneller. Hierin ist eine wesentliche fortschrittliche Wirkung zu sehen. Die vorteilhafte Lösung auch der anderen gestellten Aufgaben erfordert keine weitere Erläuterung.At the beginning it was stated that a hydraulic oscillating drive of unusually high frequency must also have extremely short reversing times and, for this purpose, very short control paths. The one with it On the other hand, the cross-sections to be opened must be particularly large in order to accommodate the short lifting times (e.g. 0.025 s) to fill or empty the working cylinder. According to the invention on the outer circumference The control edges arranged in the sleeve-shaped working cylinder are always as small as possible held, separate control spools a much greater length. Therefore, its axial control path will be correspondingly shorter and faster with the same opening cross-section. Herein is an essential progressive one To see the effect. The advantageous solution to the other set tasks does not require any further Explanation.

Claims

Patent claims:

1. Hydraulic, itself by means of a sleeve-shaped, mechanically moved control member Reversing vibratory drive for the operation of mower knives, sieves, conveyors and the like with one or two working pistons which oscillate through sequential control and which acted upon them Cross-sections are in a predetermined relationship to those of the piston rods, wherein the rod piston chamber is in constant communication with the pressure medium, while the rodless piston chamber when it is enlarged with the pressure medium, when it is reduced in size is connected to the return, characterized in that the sleeve-shaped control member is designed as a cylinder (3) of the oscillating working piston (11), that on the cylinder inner wall reversing driver (9 or 10) for the working piston and axially seen outside this driver radial openings (16 or 24) in the cylinder wall for the Pressure medium passage are available.

2. Oscillating drive according to claim 1, characterized in that the sleeve-shaped working cylinder (3) at its ends through attached to the covers (7 or 4) and into the working cylinder (3) engaging guides (13 or 14) is closed.

3. Vibratory drive according to Claims 1 and 2, characterized in that an end face (z. B. 5) of the sleeve-shaped working cylinder in the area of the pressureless, unblocked return and is acted upon by a compression spring (8).

4. Vibratory drive according to claims 1 to 3, characterized in that the other End face (z. B. 27) of the sleeve-shaped working cylinder in the space (26) of the on this side during of the exhaust stroke through a throttle valve (30, 32) is blocked return.

5. Vibratory drive according to claims 1 to 4, characterized in that the piston rod (12) facing away from the piston chamber (23) via radial bores (24) with an annular groove (19) on the outer circumference of the sleeve-shaped working cylinder and in one control position it is connected to the pressure line (25) and in the other to the dammed return (26, 28) is.

6. vibratory drive according to claims 1 to 5, characterized in that the piston chamber (17) on the side of the piston rod also through radial bores (16) with another Annular groove (15) on the outer circumference of the sleeve-shaped working cylinder and this constantly with it the pressure line (18) is in communication.

1 sheet of drawings