DE1653566A1

DE1653566A1 - Hydraulischer Antrieb

Info

Publication number: DE1653566A1
Application number: DE1967M0074849
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hilbrands Jan Willem
Original assignee: Maschinenfabrik Koeppern GmbH and Co KG
Current assignee: Maschinenfabrik Koeppern GmbH and Co KG
Priority date: 1967-07-20
Filing date: 1967-07-20
Publication date: 1971-11-11
Also published as: DE1653566B2

Description

Hydraulischer Antrieb Die Erfindung betrifft einen hydrprulischenAntrieb mit einem hin- und hergehenden Arbeitakolben" dessen der Last abgewandte Seite mit einem flüssigen oder gasförmigen Medium beaufsehlagbar istl und mit einem Steuerventil mit einem axial beweglichen Kolbenschieber als Steuerorgan der in einer Steuerbuchse mit radialen Ein- und Austritts- öffnungen angeordnet ist.
Hydraulißche Antriebe der genannten Art sind als Antriebe allgemein bekannt. Die Rückführung des Kolbens erfolgt hierbei durch die Lasttdurch eine Feder oder aber durch eine Druckbeaufschlagungesder Last zugewandten Seite mit flüssigem oder gasförmigem Medium. Solche bekannten Antriebe arbeiten bei gerl,agen Arbeitsfrequenzen zuverläesig, und zwar auch mit automatischen Schaltungen des Steuerorgans. Für Ermüdungsmaschinen und ähnliche Anwendungs- zwecke sind weiter. hydraulische Antriebe bekannte die mit hohen Arbeitsfrequenzen arbeiteng beispielsweise in der Größenordnung von 20 Hz. Diese bekannten Antriebe arbeiten .mit komplizierten Ventilsteuerungen mit elektronisch ge- steuerten Bervo-Yentilen.-Aufgabe der Erfindung ist ein hydraulischer Antrieb der genannten Art, der mit hohen Frequenzen arbeiten kanng eine einfache automatische Steuerung aufweist und mit dem es möglich ist, den Arbeitskolben ohne Endanschläge in einem vorbestimmten Arbeitsbereich zu halten. Derartige Antriebe Werden beispielsweise für Brecher Rüttelanlagen und allgemein mit hohen Frequenzen be- triebene Arbeitsmaschinen benötigt.
Die genannte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöste daß die Steuerbuchse in dem Ventilgehäuse axial verachieblich gelagert und direkt mit dem Arbeitskolben verbunden ist und daß ein. umlaufender Nocken vorgesehen istg mit dem der in Richtung auf den Nocken Unter Feder- belastung stehende Kolbenschieber periodisch axial vorschiebbar ist. Vorzugsweise ist das Ventilgehäuse koaxial mit dem Arbeitskolben an dessen Gehäuse angeflanscht.
Die Otuerbuchse kann unmittelbar an dem Arbeitskolben angeflanscht sein. Zur Erzielung einer größeren Beaufschlagungsfläche ist es aber auch möglich, die Verbindung-zwischen Steuerbuchse und Arbeitskolben über eine Kupplungsstange herzustellen.
In einer zweckmäßigen Aueführungsform ist das der Last zugewandte Ende des Arbeitskolbens mit einem kreisring-förmigen Absatz versehene dessen Räche kleiner ist als die Beaufschlagungsfläche auf der gegenüberliegenden Seite des Arbeitskolbens, wobei der Ringraum mit einer Druckquelle verbunden ist.
Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veran- schaulicht und im nachstehenden im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben, die einen Längsschnitt durch einen hydraulischen ,Antrieb gemäß der Erfindung zeigt.
Ein Arbeitskolben 2 ist in einem Zylinder 4 angeordnet der mit einem Deckel 6 und einem weiteren Deckel 8 ver- schlossen ist.
Der Arbeitskolben 2 weist eine durch den Dedel 6 geführte Kolbenstange 10 aufs die einen kleineren Durchmesser als der Arbeitskolben hatg so daB in. den Zylinder 2 ein Ringrauen 12 gebildet wird, der mit einem DruckmittelanachluB 14 versehen ist.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Deckel 8 AnschluBflansch eines Ventilgehäuses 16, das koaxial mit dem Arbeitskolben liegt.
In dem Ventilgehäuse 16 ist axial verschieblich eine Steuer- buchse 18 angeordnet, die an'die angrenzende Seite des Arbeitskolbens 2 angeflanscht ist. In. der Steuerbuchse 18 ist axial verschieblich ein Kolbenschieber 20 gelagert.
Der Kolbenschieber 20 trägt einen Ansatz 22, der durch eine Bohrung in. dem Enddeckel-24 des Ventilgehäuses 16 hinddchgeführt ist.
Das Ventilgehäuse 16 ist mit einem DruckmittelanschluB 24 versehen, der zu einer Nut-26 auf dem inneren Umfang des Gehäuses führt. Die Steuerbuchse 18 weist im Bereich der Nut 26 Radialbohrungen auf, die zu einer Umfangnut 28 auf.

buchse

der Innenseite des Steuer a n J i18 führen. Der Kolben-

Schieber 20 weist eine mit der Nut 28 zusammenarbeitende Steuerkante 30 auf.
Auf dem gegenüberliegenden Ende des Ventilgehäuses ist ein RückölanechluB 32 vorgeoeheng der in. eine Ringnut 24 mündet, die sich bis zum Deckel 24 des Ventilgehäuses erstreckt. Die Steuerbuchse 18 weist in die Ringnut 34 mündende Radialbohrungen aufs die zu einer Ringnut 36 auf dem Innenumfang der Steuerbuchse führen. Mit dieser Ringnut arbeitet eine Weitere Steuerkante 38 des Kolben-schiebers 20 zusammen, die der Steuerkante 30 gegenüber- liegt.
Zwischen den Steuerkanten 30 und 38 ist der Kolbenschieber abgesetzt, so da8 ein Ringraum 40 gebildet ist. Dieser Ringraum steht über Radialbohrungen 42 mit einer auf dem -inneren Umfang des Ventilgehäuses 16 angeordneten Ringnut 44 in Verbindung. Von dieser Ringnut 44 führen axiale Bohrungen 46 zu dem Zylinderraum 48 auf der der Kolbenstange 10 gegen- überliegenden Seite des Arbeitskolbens 2.
Die axiale Höhe der Ringnuten 26, 34 und 44 entspricht Wenigstens dem maximalen Weg des Arbeitskolbens 2 zwischen seinen extremen Endlagen.

Der Stirnraum 50 der Steuerbuchse 18 ist in üblicher Weise über eine Kolbenbohrung 52 mit der Ringnut 34 verbunden. In das Ende des Ansatzes 22 des Kolbenschiebern 20 ist ein Gewindebolzen 54 eingeschraubt. Mittels einer Mutter 56 ist auf dem Ende dieses Absatzes ein Federteller 58 befestigt. Zwischen diesem Federteller 58 und dem Deckel 24 den Ventil-

gehäuses ist eine Druckfeder 60 angebracht.

Das Ende des Schraubenbolzens-54 arbeitet mit einem umlau-

fenden Nocken 62 zusammen" der mit einer vorzugsweise ein-

stellbaren Drehzahl umläuft.

Der vorstehende Antrieb wird über ein Druckölversorgungs-

system mit einer Pumpe 64,einem Überdruckventil 66 und

einem Druckspeicher 68 über die an den AnachluB 24 führende

Leitung 70 mit Drucköl versorgt. Über eine Leitung 72 ist

an die Leitung 70 die Druekölversorgung für den. Ringraum 12

angeschlossen. In der--Leitung 72 ist ein I3ruckminderventil

74" ein Überdruckventil 76 und ein Druckspeicher 78 vorge-

sehen. Ein Rückfluß des Öles wird durch ein Räcklaufventil

80 verhindert. Die Verbindung zu dem lnschlu$ 14 des Zglinders

4 erfolgt über eine Zeitung 82.

Der vorstehend beschriebene Antrieb arbeitet wie folgtt

Über den Nocken 62 wird der Kolbenschieber 20 nach links

bewegt und gibt damit dem Drucköl, das in der Ringnut 28

ansteht.,den Weg über die Leitung 46 in den Zylinderraum 48

frei. Durch das Drucköl wird der Arbeitskolben 2 gegen die

Wirkung der Last nach links bewegt. Hierbei eilt der

Steuerkolben der Steuerbüchse 18 mit erheblicher Gewchwin-

d:Wceit vor# so daB praktisch schlagartig der volle Ein-

strömquerschnitt fürlos Druoköl zur Verfügung steht.

Unter-dem Druck der Feder 60 wird der Kolbenschieber 20 wieder nach rechts bewegt, sobald die Spitze des Nockens vorbeigelaufen ist. Der Arbeitskolben 2 und die Steuer- buchse 18 bewegen sich dabei so lange noch nach links bis die Steuerkante 30 die-Ringnut 28 wieder überdeckt hat. Der Steuerschieber 20 bewegt sich dann weiter nach rechts und gibt mit der Steuerkante 38 die Ringnut 26 frei, so daB unter der Wirkung der Last das Ö1 aus dem Zylinderraum 48 und die Ringnut 24 über die gestrichelt eingezeichnete Rückölleitung abströmen kann. Der Arbeitskolben 2 mit der Steuerbüchse 18 bewegt- sich dabei nach rechts bis die Ringnut 36 wieder durch Steuerkante 38 überdeckt ist. Es wiederholt sich dann das beschriebene Arbeitsspiel. Wie aus der vorstehend beschriebenen Arbeitsweise ersichtlich

hängt

die Arbeitsfrequenzsausreichende Strömungsquerschnitte

vorausgesetzte .-=schließlich von der Drehgeschwindigkeit des Nockens 62 ab. Der Arbeitskolben bewegt sich dabei ohne Anschläge zwischen vorbestimmten Endlagen.

Die Lage des Arbeitsbereiches kann. durch Verstellen des Schraubenbolzens 54 eingestellt werden.
Die Rückführwirkung der hast wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch die Druckmittelbelastung des Arbeitskolbens in dem Zylinderraum 12 unterstützt, so da8 der Antrieb auch bei fehle%er Last in der beschriebenen Weise arbeitet. Da in cLem Zylinderraum 12 lediglich die Rückführkräfte aufgebracht werden müssen, genügt es, den Zylinderraum 12 mit einem wesentlich geringeren Druck zu beaufschlagen als den Zylinderraum 48. Der der Rückfü.hruag des Arbeitskolbens dienende Arbeitsdruck ist über das Druekminderventil 74 einstellbar. Durch die Verwendung eines geminderten Druckes wird gleichzeitig die effektive Arbeitsleistung durch das Drucköl in dem Zylinderraum 48 erhöht.
Das Verhältnis zwischen Arbeitshub und Rücklaufhub kann. durch die Form des Nockens 62 festgelegt werden. Der obenbeschriebene bestimmte Arbeitsbereich des Arbeitskolbens wird auch denn-eingehalten, wenn der Kolben zeitweilig unter Überlast stehen sollte, der Kolben also beim Arbeitshub nicht seinen vollen Weg zurücklegen kann.. In diesem Fall wird. nach Wegfall der Überlast der Arbeitskolben nach wenigen Arbeitsspielen wieder seinen vorbestimmten Arbeitsbereich einnehmen.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Größe der beaufschlagten Fläche in dem Zylinderraum 48 duroh den durch die notwendigen -Stxnmungsquerschnitte innerhalb der Ventilanordnung bedingten äußeren Durchmesser der Steuerbuchse 18 begrenzt. Eine Vergrößerung der Beaufschlagungsfläche kann dadurch erzielt werden, daß die Steuerbuchse 18 über eine . Kupplungsstange mit dem Arbeitskolben verbunden wird, die mit relativ geringem Durchmesser ausgeführt werden kann. Der Deckel 8 des Ventilgehäuses ist in diesem Fall mit einem geschlossenen Boden auszuführen, durch den die Kupplungsstange abdichtend hindurchzuführen ist. Der dabei vor dem Ende der Steuerbuchse entstehende Raum ist dabei mit dem Stirnraum 25 und damit mit der Rückölleitung zu verbinden.

Claims

Ansprüche 1. Hydraulischer Antrieb mit einem hin.- und hergehenden Arbeitskolben, dessen der Last abgewandte Seite mit einem flüssigen oder gasförmigen Medium beaufschlagbar ist, und mit einem Steuerventil mit einem axial beweglichen Kolbenschieber als Steuerorgan, der in einer Steuerbuchse mit radialen Ein- und Austrittsöffnungen angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daB die Steuerbuchse (18) in dem Ventilgehäuse (16) axial verschieblich gelagert und direkt mit dem Arbeitskolben (2) verbunden ist und daß ein umlaufender Nocken (62) vorgesehen ist, mit dem der in. Richtung auf den Nocken unter Federbelastung (60) stehende Kolbenschieber (20) periodisch axial verschiebbar ist.
2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB das Ventilgehäuse (16) koaxial mit dem Arbeitskolben (2) an dessen Gehäuse (4) angeflanscht ist. 3. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB die Steuerbuchse (18) unmittelbar an dem Arbeitskolben (2) angeflanscht ist. 4. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerbuchse (18) mit dem Arbeitskolben (2) über eine Kupplungsstange verbunden ist. 5. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das der hast zugewandte Ende des Arbeitskolbens %"2) mit einem kreisringförmigen Absatz versehen ist, dessen Fläche kleiner ist als die Beaufschlagungsfläche auf der gegenüberliegenden Seite des Arbeits- kolbens, und daß der Ringraum (12) an dem der hast zugewandten. Ende des Arbeitskolbens mit einer Druckquelle ',?8) verbunden ist. 6. Antrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsdruck in dem der Last zugewandten Ringmuff R.2) geringer ist als in dem der hast abgewandten Ringraum (48). 7. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenschieber (20) an seinem mit dem Nocken#(62) zusammenwirkenden Ende einen Druckstößel (54) trägt, der in seiner axialen Einstellung veränderbar ist.