DE1601734A1 - Vorrichtung zur Steuerung der Bewegung eines Hauptkolbens in einem hydraulischen Motor - Google Patents

Vorrichtung zur Steuerung der Bewegung eines Hauptkolbens in einem hydraulischen Motor

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DE1601734A1 DE19671601734 DE1601734A DE1601734A1 DE 1601734 A1 DE1601734 A1 DE 1601734A1 DE 19671601734 DE19671601734 DE 19671601734 DE 1601734 A DE1601734 A DE 1601734A DE 1601734 A1 DE1601734 A1 DE 1601734A1
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Description

Islef & Hagen A/S in Glostrup/Dänemark
Vorrichtung zur Steuerung der Bewegung eines Hauptkolbens in
' einem hydraulischen Motor
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Steuerung der Bewegung eines Hauptkdbens in einem hydraulischen Motor mit einem Arbeitszylinder, dessen Enden mit einem Steuerventil in Verbindung stehen, mittels dessen ein Ende des Arbeitszylinders mit einer Druckquelle und das andere Ende mit einem druckfreien Auslaß zu verbinden ist und umgekehrte
Ziel der Erfindung ist, eine Vorrichtung der genannten Art zu schaffen, bei welcher es möglich ist, mittels sehr einfacher und zuverlässiger Mittel eine Steuerung des Hauptkolbens in der Weise zu erreichen, daß dieser Bewegungen in einer bestimmten Richtung sowie in unterschiedlichen Richtungen mit wechselnden Geschwindigkeiten erfährt· Dies ist beispielsweise von Bedeutung, wenn ein solcher Hauptkolben für die Bewegung eines Sattels oder Schlittens einer Werkzeugmaschine Verwendung findet, wobei es erwünscht ist, daß ein Teil dieser Bewegung unter hoher Geschwindig· kelt erfolgt, wohingegen ein anderer Teil der Bewegung, bei welcher die Arbeit auegeführt wird, mit wesentlich geringerer Geschwindigkeit stattfindet.
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-Notwendigerweise besteht die erfindungsgemäße Vorrichtung aus einem Zylinder, der sich in einem hydraulischen Kreis befindet und einen frei beweglichen Kolben aufweist, der so vorgesehen
Stellung
ist, daß er in irgendeiner/zwisehen seinen beiden Endstellungen die beiden Zylinderenden voneinander trennt. Weiterhin ist ein Kanal, durch den die beiden Zylinderenden miteinander in Verbindung stehen, mit Ventilen versehen, die so ausgelegt sind, daß sie in den beiden Endstellungen des Kolbens geschlossen sind, jedoch während des letzten Teiles der Bewegung des Kolbens gegen jede Endstellung offen stehen, um Flüssigkeit nach diesem Ende hindurchtreten zu lassen. Dabei steht ein Ende des Zylinders mit dem hydraulischen Kreis durch zwei Öffnungen in Verbindung, deren eine mit einem Drosselventil versehen ist, während die andere so vorgesehen ist, daß sie durch den Kolben geschlossen wird, wenn dieser seine betreffende Endstellung einnimmt.
Bei einer so ausgebildeten Steuervorrichtung kann der Kolben der Vorrichtung bei einem Teil der Bewegung des Hauptkolbens sich frei vom einen Ende des Zylinders zum anderen bewegen, ohne die Arbeitsweise zu beeinflussen! wenn jedoch der Kolben seine Endstellung erreicht, verschließt er die normale Auslaßöffnung des betreffenden Zylinderendes und öffnet eines der in dem Verbindungskanal vorgesehenen Ventile, worauf die Flüssigkeit durch den Kanal und das Drosselventil hindurchtritt, wobei eine verzögerte Bewegung des Hauptkolbens auftritt·
Die durch den freien Kolben verdrängte Ölmenge ist unabhängig von der Einstellung des Drosselventiles, so daß der freie Kolben beim
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./♦
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Stillstand stets seine gewünschte äußere Stellung einnimmt.
Eine sehr einfache Konstruktion wird erhalten, wenn der die beiden Zylinderenden verbindende Kanal in dem freien Kolben vorgesehen ist und die Ventile an beiden Enden dieses Kanales angeordnet sind und Mittel zum Zusammenwirken mit Öffnungsmitteln· an den beiden Zylinderdeckeln besitzen.
Erfindungsgemäß kann mindestens ein Zylinderdeckel mit einem axiaü, verstellbaren Steuerglied ausgerüstet sein, das mit Zapfen an den Ventilen des Kolbens in Eingriff tritt»
Bei einer solchen Bauweise können die Bewegungen des Bäuptkolbens mittels dieses Steuergliedes und des Drosselven-tiles verändert werden, so daß der Hauptkolben vielerlei verschiedene Bewegungen vollführen kann.
Im folgenden wird ein Äusführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben, in welcher
Figur 1 die e-rfindungsgemäße Vorrichtung in ihrer Anf angssteilung : und
Figur 2-5 dieselbe Vorrichtung in verschiedenen weiteren Stellungen zeigt·
In dem Arbeitszylinder 1 ist ein Hauptkolben 2 mit einer Kolbenstange 3 vorgesehen, die beispielsweise an einen Wagen oder
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Schlitten einer Werkzeugmaschine gekoppelt ist. Ein Ende des Arbeitszylinders 1 ist mit einem Steuerventil 4 verbunden, das zum einen mit einer Leitung 5 zu einer nicht gezeigten Druckquelle, zum anderen mit einer Leitung 6 zu einem druckfreien Aus» laß verbunden ist» Die den Arbeitszylinder 1 mit dem Steuerventil 4 verbindende Leitung ist mit 7 bezeichnet.
Das andere Ende des Arbeitszylinders 1 steht über eine Leitung 8 mit einem Kanal 9 in dem Deckel 10 eines Zylinders 11 in Verbindung, dessen zweiter Zylinderdeckel 12 einen Kanal 13 besitzt, der über eine Leitung 14 mit dem Steuerventil 4 verbunden ist.
In dem Zylinder 11 ist ein frei beweglicher Kolben 15 vorgesehen, der einen Hohlraum 16 besitzt, welcher seinerseits über Kanäle 19 und 20 mit den beiden ZyIInderräumen 17 und 18 in Verbindung steht, die durch den Kolben voneinander getrennt sind. In diesen Kanälen 19 und 20 sind Zapfen 21 und 22 tragende kugelförmige Ventilkörper 23 und 24 vorgesehen, die durch eine Schraubenfeder 25 belastet
16
sind, welche sie gegen die der Innenseite des Hohlraumes/zugekehrten Ventilsitze am Eingang der Kanäle 19 und 20 zu drängen sucht.
Der Kolben 15 besitzt eine Bohrung 26, die einen entsprechend geformten Vorsprung 27 am Zylinderdeckel 12 aufzunehmen vermag. Durch diesen Vorsprung 27 verläuft ein Kanal 28, der mit dem Kanal 13 über ein Drosselventil 29 verbunden ist, durch das der Durchflußwiderstand veränderbar ist*
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Der Zapfen 21 ist durch ein stangenartiges Steuerglied 30 zu betätigen, das sich durch den Zylinderdeckel 10 erstreckt und mittels eines Handgriffes 31 verstellt werden kann. Der Zapfen 22 kann mit der nach innen gerichteten Stirnfläche des Vorsprunges 27 in Eingriff treten.
Die Vorrichtung arbeitet in folgender Weise: In der Anfangsstellung nach Figur 1 enthält die Leitung Ik eine Druckflüssigkeit, deren Druck über den Kanal 13 in den Raum 18 sowie durch den Kanal 20, 16, 19 übertragen wird, der offensteht, da das Steuerglied 30 den Ventilkörper 23 von seinem Sitz abgehoben hält und der Ventilkörper Zk durch den Druck offengehalten wird, So gelangt der Druck in den Raum 1? und von dort durch die Leitung 8 auf die rechte Seite des Hauptkolbens 2 in den Arbeitszylinder 1, so daß der Kolben 2 in seiner linksseitigen äußeren Stellung gehalten wird. Wenn nun das Steuerventil k betätigt wird, so daß in der Leitung 7 ein Druck entsteht, wohingegen die Leitung 1^4-i^it dem Auslaß in Verbindung gebracht wird, teilt sich dieser Druck dem linken Ende des Arbeitszylinders 1 mit, so daß der Hauptkolben 2 in Richtung des Pfeiles a nach rechts beweg; wird. Die Flüssigkeit auf der rechten Seite des HauptZylinders 1 wird durch die Leitung 8 in den Raum 17 verdrängt und bewegt dabei den Kolben 15 in Richtung des Pfeiles b. Sobald der Zapfen 21 sich von dem Steuerglied 30 abhebt, wird der Ventilkdrper 23 durch die Feder 25 auf seinen Sitz gedrückt, während der Ventilkörper durch den Flüssigkeitsdruck auf seinen Sitz gepresst wird» so
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daß nunmehr der durch den Kolben verlaufende Kanal blockiert ist. Der Kolben wandert somit als geschlossener Kolben zu dem Zylinderdeckel 12 hin, und die Flüssigkeit in dem Raum 18 wird durch die Öffnung 13 in die Leitung 14 und von dort zu dem Auslaß 6 gedrängt,
Figur 3 zeigt den Kolben 15 in seiner Endstellung, in welcher der Zapfen 22 durch Auftreffen auf dem Vorsprung 27 nach links gedrückt ist, so daß der Ventilkörper 24 von seinem Sitz abgehoben ist. Bei dieser Stellung hat sich der Hauptkolben 2 um einen Weg χ in dem Arbeitszylinder 1 verschoben, während der Kolben 15 sich eine Strecke ζ bewegt hat,, deren Länge dadurch bestimmt ist, daß das Flüssigkeitsvolumen, welches den Arbeitszylinder 1 verlassen hat, von dem Zylinder 11 aufgenommen wurde. '
Wenn das Steuerventil 4 in der in den Figuren 2 und 3 gezeigten Stellung verbleibt, fließt weiterhin Druckflüssigkeit in den Arbeitszylinder 1, und dessen Kolben 2 bewegt sich weiterhin in Richtung des Pfeiles a aus der in Figur 3 gezeigten Stellung. Die aus dem Arbeitszylinder 1 durch die Leitung 8 verdrängte Flüssigkeit gelangt in den Raum 17 und hebt den Ventilkörper 23 von seinem Sitz ab, so daß sie durch den Kolben 15 hindurchtreten kann. Jedoch kann die Flüssigkeit in der Stellung nach Figur 3 nicht durch den Kanal 13 hindurchtreten, der nun durch den Kolben 15 verschlossen ist, so daß sie den gedrosselten Kanal 28 passieren muß. Dies vermindert die Strömungsgeschwindigkeit und damit die Geschwindigkeit des Kolbens 2. ·
BAD ORIGINAL
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Auf diese Weise kann der Kolben 2 eine gewünschte Strecke f, beispielsweise bis zu der gestrichelt gezeigten Stellung yt zurücklegen, während der Kolben 15 stillsteht.
Wenn der Hauptkolben zurückgeführt werden soll, wird das Steuerventil, wie in Figur h gezeigt, wieder in die Stellung nach Figur 1 umgeschaltet, so daß die Druckflüssigkeit nun durch die Leitung lh in den Raum 18 gelangt, worauf der Kolben 15 in Richtung des Pfeiles c nach links bewegt wird. Sobald der Kolben 15 den Zylinderdeckel 12 verlässt, schließt sich der duKh den Kolben verlaufende Kanal, so daß der Kolben fortan als geschlossener Kolben nach links bewegt wird, wobei die Flüssigkeit aus dem Raum 17 durch die Leitung 8 in das rechte Ende des Arbeitszylinders 1 übertritt und den Hauptkolben 2 in Richtung des Pfeiles d nach links treibt. Diese Bewegung erfolgt mit voller Geschwindigkeit und dauert so lange an, bis der Zapfen 21 auf das Steuerglied 30 auftrifft, wonach bezüglich der Steuervorrichtung wieder der in Figur 1 gezeigte Zustand vorliegt, während der Hauptkolben 2 jedoch noch nicht seine Ausgangsstellung erreicht hat, wie aus Figur 5 hervorgeht. Der Hauptkolbsn 2 setzt nun seine Rückwärtsbewegung fort, während der Kolben 15 stillsteht. Dabei tritt die Druckflüssigkeit, wie in Figur 5 durch die Pfeile e bezeichnet, durch den in dem Kolben 15 vorgesehenen Kanal hindurch. Am Ende1 der Bewegung des Hauptkolbens erreicht dieser die in Figur 1 gezeigte Ausgangsstellung, so daß nunmehr ein neues Arbeitsspiel beginnen kann. . ■;. .,
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    1. Vorrichtung zur Steuerung der Bewegung eines Hauptkolbens in einem hydraulischen Motor mit einem Arbeitszylinder, dessen Enden mit' einem Steuerventil in Verbindung stehen,mittels dessen ein Ende des Arbeitszylinders mit einer Druckquelle und das andere Ende mit einem druckfreien Auslaß zu verbinden ist und umgekehrt, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem in einem hydraulischen Kreis liegenden Zylinder (11) besteht, der einen frei beweglichen Kolben (15). enthält, welcher so ausgebildet ist, daß er in jeder beliebigen Stellung zwischen seinen beiden Endstellungenjdie beiden Zylinderenden (17, 18) voneinander trennt, wobei ein Kanal (16, 19, 2o) durch den die beiden Zylinderenden (17, 18) miteinander in Verbindung stehen, mit Ventilen (23, 2*0 versehen ist, die in diesen Stellungen des Kolbens (15) geschlossen gehalten werden, jedoch während des letzten Teiles der Bewegung des Kolbens (15) gegen seine Endstellungen geöffnet werden, um der Flüssigkeit einen Durchtritt in Richtung dieses Endes zu gestatten, und wobei das eine Zylinderende (18) mit dem hydraulischen Kreisjiiber zwei Kanäle (13, 28) in Verbindung steht, deren einer (28) mit einem Drosselventil (29) versehen ist, während derjandere (13) so vorgesehen ist, daß er durch den Kolben (15) verschlossen wird, wenn dieser seine entsprechende Endstellung einnimmt.
    009883/0485 */#
    £· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η nzeichnet,, daß <ier die beiden Zylinderenden (1?, 19) miteinander verbindende Kanal il6, 19» 20) innerhalb des frei be~ wegliehen Kolbens (15) vorgesehen igt» wobei die Ventile (23» '24) dieses Kanals an beiden Kanalenden vorgesehen sind, und' Mittel {21* 22) zur Zusammenwirkung mit Öffnungsmitteln (£7,30) in den beiden Zylinderdeckeln (10, 12) des betreffenden Zylinders (11) besitzen*
    3. Vorrichtung nach Anspruch 2t dadurch g e k e η η-2E β i c h η e tÄ daß die Ventile (23* 24) innerhalb des Kolbisnkänals (iÄt 19t 2Ö) mit zum Kolbeninneren gerichteten ientil*. sitzen attsäMöenwirfcen und mit ^iner feder 125) in Iing3?iff stehen, weiche sie gegen ihre f öntilsitze zu drüelcen suoht «nd mit naöh aiiien hel*vöi*stretenden zapfen (El^ 22} versehen sind, am ©ide äes ibibenhubesuiii* amf das betreffende der beiden Öffnuttgsmittei (Z?t 30) an den Bylinderteekeln (VQ^ 12^ auf-
    4» Vorrichtung nach Ansprueh 2 oder 3, iääureh g e k β η η ζ e i ο h η e tt äaB isu»ind»öt eines der Öffnungfimitte (3d) axial Verateilbar In dem betraffenden Eylinderdeckel (10) forgeöfchsn
    5» Vorrichtung nach «In*« 4er Yörhergehött4en Ansprüche} dadurch gekenn ζ eich η β tf 4al3 einer der Zylinder*
    deckel (12) mit einem exzentrisch angeordneten Einlaß- und Auslaßkanal (13) versehen ist und daß ein mittig angeordneter "Vorsprung (27) auf der Innenseite desselben Zylinderdeckels (12), der in einer entsprechenden Ausnehmung (26) des frei beweglichen Kolbens (15) Aufnahme finden kann, mit dem gedrosselten Kanal (20) versehen ist» der das Zylinderende (18) mit dem erstgenannten Kanal (13) in demselben Zylinderdeckel (12) verbindet»
    JlA
    Leerseite
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