DE1300407B

DE1300407B - Steuerung fuer ein druckmittelbetaetigtes Schrittschaltwerk

Info

Publication number: DE1300407B
Application number: DE1967M0073868
Authority: DE
Original assignee: MOLLE RAOUL DESIRE JOSEF
Current assignee: MOLLE RAOUL DESIRE JOSEF
Priority date: 1966-05-06
Filing date: 1967-05-05
Publication date: 1969-07-31
Also published as: BE680708A; NL6706346A; FR1521838A; BE697479A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Steuerung für ein wenn die die beiden Zylinder kreuzweise unterdruckmittelbetätigtes Schrittschaltwerk, bei dem eine einander verbindenden Leitungen gemäß einer an einem verzahnten Schaltteil angreifende Klinke Weiterbildung der Erfindung jeweils mindestens mit einem Hauptkolben verbunden ist, dessen Druck- einen Flüssigkeitsspeicher und/oder eine einstellbare mittelversorgung von einem in einem getrennten 5 Drosselstelle enthalten.

Zylinder hin- und herbeweglichen Hilfskolben ge- Die Erfindung wird im folgenden an Hand

steuert wird. schematischer Zeichnungen an zwei Ausführungs-

Bei einer bekannten Steuerung für ein druck- beispielen näher erläutert.

mittelbetätigtes Schrittschaltwerk dieser Gattung ist Fig. 1 stellt ein Schema einer erstenAusführungs-

der Hilfskolben ein einfach wirkender Kolben, der io form eines hydraulischen Schrittschaltwerks gemäß von dem Druckmittel gegen die Wirkung einer Rück- der Erfindung dar und

stellfeder in eine Stellung bewegbar ist, in der er F i g. 2 ein analoges Schema einer zweiten Aus-

den Druckmittelzustrom zum Hauptzylinder freigibt führungsform eines solchen hydraulischen Schritt- und dadurch eine Verschiebung des Hauptkolbens Schaltwerks.

hervorruft, der ebenfalls als einfach wirkender 15 Die dargestellten hydraulischen Schrittschaltwerke Kolben ausgebildet ist und unter der Wirkung einer sind dazu vorgesehen, eine Welle 1 anzutreiben, Rückstellfeder steht. Die Druckmittelversorgung des welche mit einem beweglichen Teil einer Maschine Hilfskolbens wird von einem Ventil gesteuert, das oder einer Vorrichtung verbunden ist, in welcher über ein Gestänge derart mit dem Hauptkolben ver- eine schrittweise Bewegung realisiert werden soll, bunden ist, daß es den Druckmittelzustrom zum 20 Das hydraulische Schrittschaltwerk besitzt ein auf Hilfskolben am Ende eines vom Druckmittel her- der Welle 1 befestigtes Schaltrad 2. vorgerufenen Hubes des Hauptkolbens unterbricht Außerdem umfaßt das hydraulische Schrittschalt-

und am Ende eines von der Rückstellfeder hervor- werk einen Hauptflüssigkeitszylinder 3 und einen gerufenen Hubes des Hauptkolbens den Druck- Hilfsfiüssigkeitszylinder 4. Die Zylinder 3 und 4 mittelzustrom zum Hilfskolben wieder freigibt. 25 können ähnlich oder gleich sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Im Hauptzylinder 3 gleitet ein Hauptdifferential-

Steuerung für ein druckmittelbetätigtes Schrittschalt- kolben 5, der im wesentlichen aus einem großen werk der eingangs beschriebenen Gattung zu Teil 6 und einem kleinen Teil 7 besteht, die unterschaffen, bei der kein Steuerventil und damit auch einander durch eine Kolbenstange 8 verbunden sind, keine mechanische Rückkopplung zwischen dem 30 Der große Teil 6 und der kleine Teil 7 können als Hauptkolben und einem Steuerventil vorgesehen ist voneinander getrennte Kolben betrachtet werden, und die demzufolge mit geringerer Massenträgheit welche unterschiedlich wirksame Flächen haben, behaftet und — auch unter ungünstigen Umgebungs- Der Hauptdifferentialkolben 5 betätigt außerdem

einflüssen — weniger störanfällig ist als die bekannte das Schrittrad 2 über eine Verlängerung 9 seiner gattungsgemäße Steuerung. 35 Verbindungsstange 8. An diese Verlängerung 9 ist

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch ge- eine Schaltklinke 10 angelenkt, die mit dem Schaltlöst, daß beide Kolben Differentialkolben sind und rad dadurch zusammenwirkt, daß sie fortwährend daß ihre Zylinder jeweils mit ihrem vom kleineren mit diesem unter der Wirkung einer an der festen Kolbenteil begrenzten äußeren Raum ständig an eine Abstützung 12 befestigten Blattfeder 11 in Berührung Druckmittelquelle und mit ihrem mittleren Raum 40 bleibt.

zwischen den beiden Kolbenteilen an eine Ent- Im Inneren des Hauptzylinders 3 bilden Teile 6

lastungsleitung und an den vom größeren Kolbenteil und 7 des Differentialkolbens 5 zwischen sich einen begrenzten äußeren Raum des anderen Zylinders an- Austrittsraum 13, während der große Teil 6 und der geschlossen und derart kreuzweise untereinander kleine Teil 7 zusammen mit dem jeweils entsprechenverbunden sind, daß der vom größeren Kolbenteil 45 den Zylinderboden einen Eintrittsraum 14 bzw. einen begrenzte äußere Raum jedes Zylinders je nach der Zuführungsraum 15 bilden.

Stellung des Kolbens des jeweils anderen Zylinders Im Hilfszylinder 4 gleitet ein Hilfskolben 16, der

entweder an die Druckmittelquelle oder die Ent- ebenso aus einem großen Teil 17 und einem kleinen lastungsleitung dieses anderen Zylinders ange- Teil 18, welche durch eine Kolbenstange 19 verschlossen ist. 50 bunden sind, besteht.

Bei der erfindungsgemäßen Steuerung steuern sich Wie bei Zylinder 3 bilden die Teile 17 und 18

die beiden Kolben gegenseitig derart, daß sie sich, zwischen sich einen Austrittsraum 20, während die gegeneinander phasenverschoben, im gleichen Takt Teile 17 bzw. 18 zusammen mit dem jeweils enthin- und herbewegen, ohne von außen Steuerimpulse sprechenden Zylinderboden 4 einen Eintrittsraum 21 zu erhalten. Die beiden Zylinder sind nur durch 55 bzw. einen Zuführungsraum 22 bilden. Druckmittelleitungen untereinander verbunden und Die Flüssigkeitsverbindung zwischen Hauptzylin-

daher gegen Verschmutzung geschützt. Eine fertil· der 3 und Hilf szylinder 4 ist auf die folgende begungstechnische Vereinfachung ergibt sich gegenüber sondere Weise hergestellt.

der bekannten Steuerung daraus, daß die beiden Der Eintrittsraum 14 bzw. 21 des Zylinders 3

Zylinder und ihre Kolben untereinander gleich sein 60 bzw. 4 ist je nach der Stellung des Differentialkönnen, kolbens 16 bzw. 5 mit dem Austrittsraum 20 bzw. 13

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der er- oder dem Zuführungsraum 22 bzw. 15 durch eine findungsgemäßen Steuerung für ein Schrittschaltwerk Steuerleitung 23 und 24 verbunden. Andererseits ist ist am Hilfskolben ein Sperrglied befestigt, das in der Austrittsraum 13 bzw. 20 des Zylinders 3 bzw. 4 den Stillstandszeiten des Schaltteils an diesem an- 65 über eine nach außen führende Leitung 25 bzw. 26 greift und es gegen Drehen sichert. mit der Umgebung verbunden. Schließlich werden

Die Frequenz der Bewegungen des Schrittschalt- die Zuführungsräume 15 und 22 der Zylinder 3 und 4 werkes läßt sich auf einfache Weise beeinflussen, über Zuführungsleitungen 27 und 28 kontinuierlich

durch eine unter konstantem Druck stehende Flüssigkeit gespeist.

Eine der Steuerleitungen, hier die Leitung 23, ist mit einem hydraulischen Absperrventil 29, mit einem Flüssigkeitswiderstand 32 und einem Flüssigkeitsspeicher 31 versehen. Die andere Steuerleitung, hier die Leitung 24, ist mit einem Flüssigkeitswiderstand 30 und einem Flüssigkeitsspeicher 33 ausgerüstet. Die Flüssigkeitswiderstände sind von einer Einrichtung gebildet, welche definierte Strömungs-Verluste erzeugen, während die Flüssigkeitsspeicher Vorratsbehälter sein können, welche die Rolle eines Dämpfungsorgans spielen.

Wenn das hydraulische Schrittschaltwerk arbeitet, wird jeder Zuführungsraum 15 oder 22 über die entsprechenden Zuführungsleitungen 27 oder 28 ständig mit einer Flüssigkeit konstanten Druckes gespeist. Infolgedessen sind die kleinen Teile 7 und 8 der Differentialkolben 5 und 16 fortwährend einer Kraft ausgesetzt, welche auf Grund des Druckes entsteht, ao der in den Zuführungskammern herrscht.

Zu einem bestimmten Zeitpunkt i₀ ist das Absperrventil 29 offen und ermöglicht den Durchgang eines Druckimpulses der Flüssigkeit durch die Steuerleitung 23. Dieser Impuls hat einen Wert, welcher demjenigen Druck entspricht, der im Zuführungsraum 22 des Zylinders 4 herrscht, da er ja aus diesem Raum kommt.

Der Druckimpuls dringt in den Eintrittsraum 14 des Zylinders 3 ein und wirkt dort auf den großen Teil 6 des Differentialkolbens 5. Weil die wirksame Oberfläche des Teils 6 größer als diejenige des Teils 7 des Kolbens 5 ist, wird dieser in Richtung auf den Zuführungsraum 15 entgegen dem dort herrschenden Flüssigkeitsdruck verschoben. Diese Verschiebung des Differentialkolbens 5 beginnt ein wenig nach dem Anfangszeitpunkt und endet ein wenig nach dem maximalen Wert des Impulses.

Zu diesem Zeitpunkt wird ein neuer Druckimpuls in den Eintrittsraum 21 des Zylinders 4 gegeben und erzeugt in diesem auf den Differentialkolben 16 dieselbe Wirkung wie der erste Impuls auf den Differentialkolben 5. Dann wächst der zweite Impuls auf seinen Maximalwert an, während der erste Impuls abnimmt und zu Null wird.

Die Bewegungen der Differentialkolben 5 und 16 sind gleich groß, aber entgegengerichtet. Sie sind entsprechend den Impulsen gegeneinander um 90° phasenverschoben.

Beim Verschieben des Differentialkolbens 5 zum Zuführungsraum 15 hin schneidet der kleine Teil 7 dieses Kolbens die Flüssigkeitsverbindung zwischen dem Zuführungsraum 15 des Zylinders 3 und dem Eintrittsraum 21 des Zylinders 4 ab und verbindet danach diesen mit dem Austrittsraum 13 des Zylinders 3. Ebenso verhält es sich mit dem Differentialkolben 16, dessen kleiner Teil 18 die Flüssigkeitsverbindung zwischen dem Zuführungsraum 22 des Zylinders 4 und dem Eintrittsraum 14 des Zylinders 3 abschneidet und wenige Augenblicke später die Verbindung zwischen dem Austrittsraum 20 des Zylinders 4 und dem Eintrittsraum 14 des Zylinders 3 herstellt. Diese Wirkung der kleinen Teile der Differentialkolben ermöglicht, daß sie abwechselnd gemäß einem schwingenden System bewegt werden. Andererseits sind die Wege der Differentialkolben wirkungsvoll begrenzt, da sich ein Gleichgewicht von einander entgegenwirkenden Kräften einstellt, welche auf die kleinen und großen Teile ausgeübt werden.

Aus dem vorhergehenden ergibt sich, allgemeiner ausgedrückt, daß sich die Differentialkolben 5 und einerseits unter der Wirkung der Impulse bewegen, welche gegeneinander phasenverschoben und mit den dauernd aufrechterhaltenen Zuführungsdrücken gekoppelt sind, und andererseits unter der Wirkung dieser Zuführungsdrucke, die ihrerseits gekoppelt sind mit dem sich nachfolgend ergebenden phasenverschobenen Entweichen der Flüssigkeit über die Leitungen 25 und 26 in die freie Atmosphäre, welches von den Impulsen herrührt.

Um die Frequenz der Schwingung eines solchen hydraulischen Systems bzw. des schrittweisen Vorschubes des Schaltrades 2 zu regeln, kann man die Flüssigkeitswiderstände 30 und 32 oder die Größe der Flüssigkeitsspeicher 31 und 33 verändern.

Das hydraulische Absperrventil 29 kann von einem ebensolchen Zylinder wie der Zylinder 3 oder 4 gebildet sein, der über einen Eintrittsraum und einen Austrittsraum in die Steuerleitung 23 eingeschaltet wird.

Im ersten Ausführungsbeispiel gewährleistet der Hilfszylinder 4 nur das Schwingen des Systems, welches er zusammen mit dem Hauptzylinder bildet.

In dem zweiten Ausführungsbeispiel erfüllt der Hilfszylinder 4 darüber hinaus eine ergänzende Funktion, die darin besteht, daß er das Schaltrad 2 anhält, in der Zeit, in der der Hub des Differentialkolbens 5 nicht seine Bewegung herbeiführt. Zu diesem Zweck besitzt der Hilfsdifferentialkolben 16 eine Verlängerung 34 seiner Kolbenstange, welche an ihrem Ende mit einem Sperrglied 35 versehen ist, der das Schaltrad 2 während des entsprechenden Anteils der Verschiebung des Kolbens blockiert.

Claims

Patentansprüche:

1. Steuerung für ein druckmittelbetätigtes Schrittschaltwerk, bei dem eine an einem verzahnten Schaltteil angreifende Klinke mit einem Hauptkolben verbunden ist, dessen Druckmittelversorgung von einem in einem getrennten Zylinder hin- und herbeweglichen Hilfskolben gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß beide Kolben (5; 16) Differentialkolben sind und daß ihre Zylinder (3; 4) jeweils mit ihrem vom kleineren Kolbenteil (7; 18) begrenzten äußeren Raum (15; 22) ständig an eine Druckmittelquelle (27; 28) und mit ihrem mittleren Raum (13; 20) zwischen den beiden Kolbenteilen an eine Entlastungsleitung (25; 26) und an den vom größeren Kolbenteil (6, 17) begrenzten äußeren Raum (14; 21) des anderen Zylinders angeschlossen und derart kreuzweise untereinander verbunden sind, daß der vom größeren Kolbenteil begrenzte äußere Raum jedes Zylinders je nach der Stellung des Kolbens des jeweils anderen Zylinders entweder an die Druckmittelquelle oder die Entlastungsleitung dieses anderen Zylinders angeschlossen ist.

2. Steuerung für ein Schrittschaltwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Hilfskolben (16) ein Sperrglied (35) befestigt ist, das in den Stillstandszeiten des Schaltteils (2) an diesem angreift und es gegen Drehen sichert.

3. Steuerung für ein Schrittschaltwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß

die die beiden Zylinder (3; 4) kreuzweise untereinander verbindenden Leitungen (23; 24) jeweils mindestens einen Flüssigkeitsspeicher (31; 33) und/oder eine einstellbare Drosselstelle (32; 30) enthalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen