DE1900775A1 - Einrichtung zur Steuerung eines hydraulischen Stellmotors - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Steuerung eines hydraulischen Stellmotors Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Steuerung eines hydraulischen Stellmotors, insbesondere eines solchen, der selbsttätig vom Druckfluidum zurückgeführ-t; wird0 Bei den bekannten Stellmotoren dieser Art ist der Zylinder an einem seiner Enden mit einer Quelle eines Druckfluidums verbunden, das auf den Kolben drückt und daher einen der Teile des Stellmotors, d.h. den Kolben oder den Zylinder, in der einen Bewegungsrichtung verschiebt, während die Verschiebung in der anderen Richtung, dsh. die Rückkehr des Stellmotors in die Ruhestellung, durch die Entspannung des bei der ersten Verschiebung zusammengepreßten Druckfluidums bewirkt wird. Diese Rückkehr erfolgt, sobald der bewegliche Teil frei ist. Zu diesem Zweck ist sonst das die Druckkammer bildende Ende des Zlinders von der Umgebung isoliert oder mit einem geschlossenen Behälter verbunden.
• Jedenfalls wird - sei es, weil vor der Ingangsetzung des Stellmotors eine zu große Menge Druckfluidums in den Zylinder eingeführt worden ist, oder sei es, weil die Druckkammer vor der Benutzung nicht genügend entleert worden ist - das im Stellmotor enthaltene Druokfluidum oft beim Beginn der Bewegung auf einen zu hohen Druck gebracht wodurch der bewegliche Teil verzögert oder sogar vor seiner Ankunft am Hubende zum Stillstand gebracht wird0 Zur Behebung dieses Übelstandes soll durch die Erfindung eine Einrichtung geschaffen werden, die in der Druckkammer des Zylinders einen bestimmten, gleichbleibenden Druck aufrechterhält, der zum automatischen Rückschub des Kolbens ausreicht, aber eine vollständige und wirksame Verschiebung des beweglichen Teiles gestattet Zu diesem Zweck verbindet die Einrichtung die Druckkammer mit einer Entleerungsöffnung sobald der Druck vor dieser Kammer einen bestimmten Wert überschreitet, Die Erfindung besteht also darin, daß in einem Block, welcher eines der Enden des Stellmotors trägt, angeordnet sind: a) Eine erste Leitung, die den Zylinder des Stellmotors mit einer Quelle eines Fluids von bestimmten Druck verbindet, b) ein Ventil, welches den Eintritt dieses Fluids in dem Zylinder steuert und so eingestellt ist, daß es einen kleinen Druckunterschied zwischen der Quelle und dem Zylinder einhält, c) eine zweite Leitung, welche den Zylinder mit einer Öffnung für den Ablauf der Blüssigkeit verbindet, d) und ein Kolben, der diese Öffnung schließt und eine Verbindung mit der Druckfluidumsquelle herstellt und der dem Druckunterschied zwischen der Quelle und dem Zylinder ausgesetzt ist und durch diesen Unterschied zwischen einer die Öffnung freigebenden, die Quelle absperrenden Stellung und einer die Öffnung schließenden, den Weg von der Quelle zum Ventil freigebenden Stellung verschoben wird.
• Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß das Ventil so eingestellt ist, daß es im Zylinder einen Druck einhält, der etwas niedriger als derjenige der der Druckfluidumsquelle ist.
• Im Zylinder wird also ein genau gleichbleibender, selbsttätig eingeregelter Druck eingehalten, und der Zylinder wird entleert, sobald dieser Druck überschritten wird.
• Verschiedene weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung zweier in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen ersichtliche Es zeigent Fig. 1 eine erfindungsgemäße Einrichtung in der Stellung, in der das Druckfluidum in die Druckkammer eingeführt wird; Fig. 2 eine etwas andere erfindungsgemäße Einrichtung in der Stellung, in der die Druckkammer entleert wird.
• Wie ersichtlich, enthält ie Einrichtung einen Block 1, in dem das Ende des Stellmotors, z.B. das Ende der Kolbenstange 2 eines hydraulischen Stellmotors mit beweglichem Zylinder, in einem Raum 4 angeordnet ist.
• Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 wird die Kolbenstange 2 mittels eines Kugelgelenkes 6 gehalten, das bei 8 in einem wesentlich kugeligen Raum gelenkig untergebracht ist0 Das Kugelgelenk 6 weist eine radiale Bohrung 10 auf, die mit einer axialen Bohrung 12 der Kolbenstange 2 fluchtet und eine Verbindung mit dem Inneren des Stellmotors herstellt.
• Im Block 1 setzt sich die Bohrung 10 in einer Bohrung 14 fort, die aus zwei Abschnitten besteht Einem Abschnitt 14a von geringerer Weite, der bei 15 in den Raum 4 mündet, und einen Abschnitt 14b von größerer Weite.
• Die Bohrung 14a ist durch eine Leitung 16 mit einer Entleerungsöffnung 17 verbunden, während die Bohrung 14b durch eine Leitung 18 Verbindung mit einer -(nicht gezeichneten) Druckfluidumsquelle hat. Der Druck dieses Fluids wird auf einer genau bestimmten Höhe gehalten, die je nach dem gewünschten Hub des Kolbens gewählt ist. Im Innern der Bohrung 14 ist ein Stufenkolben 21 installiert, der aus einem Kolben 20 geringen Durchmessers und einem mit diesem fest verbundenen Kolben 22 größeren Durchmessers besteht; diese Kolben gleiten in den Bohrungen 14a und 14b, und zwar kann der Kolben 20, wie Fige 1 zeigt, bis vor die Leitung 16 kommen und diese absperren.
• Beiderseits des Kolbens 21 sind die Bohrungen 14a und 14b mit einer zur Bohrung 14 parallelen zweiten Bohrung 24 verbunden durch Bohrungen 26 und 28, welche die Enden der genannten Bohrung 24 mit der einen bzw. anderen der Bohrungen 14a und 14b verbinden. Die Bohrung 26 verbindet also die Bohrung 24 mit der Bohrung 14 und mit den Bohrungen 10 und 12, doh.
• mit der Druckkammer des Stellmotors, und bringt durch die Bohrung 28, welche nahe der Bohrung 18 in die Bohrung 14b mündet, also durch diese Bohrung 18 die Quelle des Druckfluidums mit jener Bohrung 24 und mit jener Druckkammer in Verbindung.
• Dort, wo sich die Bohrungen 24 und 28 vereinigen, ist ein Sitz 30 angeordnet, der eine Ventilkugel 32 aufnehmen soll, die in die Bohrung 35 des Blocks 1 eingesetzt ist und durch eine Feder 34 auf den Sitz 30 gedruckt wird0 Diese Ventilkugel wird durch den Druck des durch die Leitung 18 einströmenden Druckfluidums gehoben; aber die Feder 34 ist so eingestellt, daß sie diesen Hub nur gestattet, wenn der Unterschied zwischen dem von der Leitung 18 kommenden Druck und dem in der Bohrung 24 herrschenden Druck einen bestimmten Wert, vorzugsweise ziemlich geringen Wert, übersteigt0 Da der Druck in der Bohrung 24 der gleiche wie in der Bohrung 12 und in der Druckkammer ist, wird das Kugelventil durch den Unterschied zwischen dem in der Druckkammer herrschenden Druck und dem gewählten Druck der Druckfluidumsquelle betätigt Das Einstellen der Feder geschieht, um die Druckkammer auf einem etwas niedrigeren Druck als demjenigen der Quelle zu halten; und wenn der Druck in der Druckkammer zu sehr abfällt, wird die Einrichtung in die in Fig. 1 gezeigte Stellung gebracht, d.h. die Ventilkugel 32 wird von ihrem Sitz 30 abgehoben und das aus der Leitung 18 kommende Druckfluidum dringt in die Bohrung 24, die Leitung 26, die Bohrung 10 und sodann, im Innern des Stellmotorzylinders, durch die Bohrung 12 in die Druckkammer ein. Der Druck in dieser Kammer steigt, bis er nur ganz wenig niedriger als der Druck der Druckfluidumsquelle ist. Die durch diesen Druck ausgeübte Kraft, zusammen mit der Federkraft, gleicht dann den Druck der Druckfluidumsquelle aus, und das Ventil 32 schließt sich wieder, d.ho geht in die in Fig. 2 gezeigte Stellung.
• Auch der StuSenkolben 21 ist einerseits, und zwar auf dem Kolben 20, dem im Zylinder herrschenden Druck und andererseits, auf dem Kolben 22, dem Druck der SteuerungsSlüssigkeit ausgesetzt. Er bleibt also in Ruhe, und zwar in der geschlossenen Stellung (Fig, 1), solange der Unterschied zwischen diesen beiden Drücken gering bleibt, d.h0 solange die von diesen Drücken auf die beiden Endflächen des Stufenkolbens ausgeübten Schübe sich ausgleichen, was im wesentlichen dem an der Feder 34 eingestellten Wert entspricht.
• Dagegen wird, wenn der bewegliche Teil des Stellmotors unter der Wirkung der Steuereinrichtung des Stellmotors sich bewegt, doh wenn er das in der Druckkammer befindliche Fluid zusammenpreßt, der in dieser Druckkammer herrschende Druckanstieg den auf die Kugel 32 wirkenden Druck vermehren und infolgedessen die Absperrung des Ventils verstärken, aber den Kolben 21 aus dem Gleichgewicht bringen und ihn in der Bohrung 14 in Richtung zur Leitung 18 hin schieben.
• Dieser Kolben 21 kommt dann in die in Bigo 2 gezeigte Stellung, in der er die Entleerungsöffnung 16 freigibt und sie mit der Bohrung 12 des Zylinders verbindet, während er die Leitungen 18 und 28 voneinander trennt. Das durch die Verschiebung des beweglichen Teils des Stellmotors unter Druck gesetzte Fluid wird also nach außerhalb des Zylinders entleert, sobald das Ventil 32 nicht mehr unter dem Druck der Druckfluidumsquelle steht, In jedem Falle bleibt der Kolben 22 dem Druck des aus der Leitung 18 kommenden Fluids ausgesetzt; und daher gleitet, sobald der Druck in der Bohrung 12 und in der Druckkammer unter den Regelwert fällt, der Kolben 21 zur Öffnung 16 hin zurück und schließt diese wieder, indem er die Verbindungen zwischen den Leitungen 18 und 28 wieder herstellt0 Ein schräger Kanal 40 verbindet die Bohrung 14b mit der Leitung 16 und erlaubt somit, in diese Bohrung ein Fluidum einzusaugen, das beim Rücklauf des Kolbens 22 als Stoßdämpfer wirkt, aber durch die Öffnung entweicht und somit vollständigen Rücklauf dieses Kolbens gestattet.
• Wenn irgendwann der Druck in der Druckkammer unter einen noch niedrigeren Wert fällt, öffnet sich das Kugelventil 32 und läßt eine neue Menge Fluids ein und stellt somit den gewählen Druck wieder her.
• Der Druck im Zylinder - genauer gesagt: in seiner Druckkammer - wird also automatisch und jederzeit genau auf einem bestimmten Wert gehalten0 Die Wahl dieses Wertes erlaubt also einerseits selbsttätige, wirksame Rückkehr des Kolbens in seine Ruhestellung, sobald er nicht durch die Steuerkraft oder durch irgendeine Verriegelung in seiner anderen Stellung gehalten wird, und andererseits unbehelligte, vollständige, beliebig schnelle Verschiebung des beweglichen Teils und somit des durch den Stellmotor betätigten Geräts.
• Bei einer in Fig. 2 gezeigten abgewandelten Ausführungsform ist der Stellmotor oder (genauer gesagt) seine Kolbenstange 2 in einer zylindrischen Höhlung des Blockes t gehalten, die mit Zapfen 38 fluchtet, wodurch Gelenkbewegungen des Blockes relativ zu einem (nicht gezeigten) Träger ermöglicht werden.
• Außer den gezeigten Ausführungsformen der Erfindung sind noch verschiedene Abwandlungen möglich, ohne daß der Rahmen der Erfindung verlassen würde. Insbesondere könnte der Block 1 das Ende des Stellmotor-Zylinders tragen; er könnte ferner in gewissen Bällen mit dem von ihnen getragenen Zylinder oder Kolben beweglich sein.

Claims (6)

Patentansprüche

1. Einrichtung zur Steuerung eines hydraulischen Stellmotors, insbesondere eines solchen der selbsttätig vom Druckfluidum zurückgeführt wird, d a d u r zu c h - g e k e n n z e i c h -n e t, daß in einem Block (1), welcher eines der Enden des Stellmotors trägt, angeordnet sind: a) Eine erste Leitung (24), die den Zylinder des Stellmotors mit einer Quelle (18) eines Fluids von bestimmten Druck verbindet, b) ein Ventil (32), welches den Eintritt dieses Fluide in dem Zylinder steuert und so eingestellt ist, daß es einen kleinen Druckunterschied zwischen der Quelle und dem Zylinder einhält, c) eine zweite Leitung (14), welche den Zylinder mit einer Öffnung für den Ablauf der Flüssigkeit verbindet, d) und ein Kolben (21), der diese Öffnung schließt und eine Verbindung mit der Druckfluidumsquelle herstellt und der dem Druckunterschied zwischen der Quelle und dem Zylinder ausgesetzt ist und durch diesen Unterschied zwischen einer die Öffnung (17) freigebenden, die Quelle absperrenden Stellung und einer die Öffnung schließenden, den Weg von der Quelle zum Ventil (32) freigebenden Stellung verschoben wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (32) so eingestellt ist, daß es im Zylinder einen Druck einhält, der etwas niedriger als derjenige der Druck fluidumsquelle ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 29 dadurch gekennzeichnet, daß die beiden eitungen (14, 24) sich am Ort einer in den Zylinder führenden Öffnung (15) vereinigen.

4e Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der die Ablauföffnung (17) sperrende Kolben (21) ein Stufenkolben ist, dessen erster Teil (22) dem Druck der Druckfluidumsquelle und dessen zweiter Teil (20) dem im Zylinder herrschenden Druck ausgesetzt und dessen erster Teil von kleinerem Durchmesser als der zweite Teil ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Block (1) eine Ausnehmung (4) aufweist, in der das Ende des Btellmotors gehalten wird, und daß dieses Ende in seiner Achse eine mit den Leitungen (14, 24) verbdene Bohrung (12) aufweist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Block (1) ortsfest und daß die Ausnehmung (4) kegelig ist und in ihr ein mit dem Stellmotor fest verbundenes Kugelgelenk (6) gelenkig gelagert ist, sowie daß dieses Kugelgelenk (6) eine zentrale Bohrung (10) aufweist, die mit der Bohrung (14) des Blockes und mit der Bohrung (12) des Stellmotors fluchtet, 70 Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Block (1) gelenkig-beweglich ist und daß die das Ende des Stellmotors tragende Ausnehmung (32) zylindrisch ist0