DE1928751A1

DE1928751A1 - Hydraulischer Schwenkantrieb

Info

Publication number: DE1928751A1
Application number: DE19691928751
Authority: DE
Inventors: Kuhlenkamp Prof Dr-Ing Alfred; Weule Dipl-Ing Hartmut
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1969-06-06
Filing date: 1969-06-06
Publication date: 1970-12-17

Description

Hydraulischer Schwenkantrieb Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Schwenkantrieb mit zwei vorgegebenen Endstellungen, unter Verwendung eines mit einem Schwenkflügel versehenen hydraulischen Stellmotors, der im Bereich der beiden Endstellungen durch ein in Abhängigkeit von der Winkelstellung des Drehflügels betätigtes Ventil gesteuert wird. Mit solchen Schwenkantrieben lassen sich infolge der hohen Energiedichte des Hydraulik-Mediums kleine Baugrößen des Steilmotors und kurze Umschlagzeiten erzielen. Sie sind deshalb bei spielsweise für den Antrieb von in der Fördertechnik benutzten Weichenklappen gut geeignet. Bei sehr hoher Einstellgeschwindigkeit entstehen jedoch Schwierigkeiten durch harten Anschlag der bewegten Teile in den Endstellungen und das dadurch bedingte Geräusch.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, inen solchen Schwenkantrieb bei einfachem mechanischem Aufbau so zu gestalten, daß der Schwenkflügel trotz hoher Einstellgeschwindigkeit beim Einlaufen in die jeweils angesteuerte Endstellung weich und geräuscharm abgebremst wird.
Diese Eigenschaften werden erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß dem Stellmotor ein Mehrwege-Ventil vorgeschaltet ist, welches in einer ersten Schaltstellung eine erste Arbeitsleitung und eine erste Rückleitung und in einer zweiten Schalt stellung eine zweite Arbeitsleitung und zweite Rückleitung mit der Zuflußleitung bzw. mit der Abflußleitung verbindet; daß ein stellungsabhängiges Ventil als Drehschieber durch den zur Befestigung des Schwenkflügels dienenden Rotor und dessen Gehäuse gebildet wird, an dessen zylindrische Bohrung sich unmittelbar der Schwenkraum des Schwenkflügels anschließt und in dessen zylindrische Bohrung zu beiden Seiten des Schwenkraumes die Einlaßöffnungen für die erste bzw die zweite Arbeitsleitung münden, wobei im Rotor zwei periphere Aussparungen zur steuerbaren Verbindung des Schwenkraumes mit den beiden Einlaßöffnungen so angeordnet sind, daß bei Erreichen der ersten Endstellung die Verbindung zur ersten Arbeitsleitung unterbrochen wird und umgekehrt; und daß ein weiteres stellungsabhängiges Ventil durch die Schmalfläche des Schwenkflügels und die im Schwenkraum mündenden Auslaßöffnungen der ersten und der. zweiten Rückleitung gebildet wird, die so angeordnet sind, daß die Auslaßöffnung der ersten Rückleitung durch die Kante des Schwenkflügels bei Erreichen der ersten Endstellung verschlossen wird und umgekehrt.
Die Zeichnung zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schwenkantriebes schematisch im Querschnitt.
In einem blockartigen Gehäuse 1 wird von einer zylindrischen Bohrung 2, an die sich unmittelbar der Schwenkraum 3 für den Schwenkflügel 4 des Stellmotors anschließt, ein Rotor 5 aufgenommen, an dem der Schwenkflügel befestigt ist. Der Rotor 5 geht senkrecht zur Zeichenebene beiderseits in eine Achse 6 über, deren Lagerung im Gehäuse 1 jedoch in dem hier gegebenen Zusammenhang nicht von Interesse ist.
Dem Stellmotor 3-4-6 ist ein Mehrwege-Ventil mit zwei Schaltstellungen vorgeschaltet. Die dieses Ventil aufnehmende Bohrung 7 ist in vorteilhafter Weise in dem gleichen Gehäuse 1 angeordnet wie der Stellmotor selbst, und zwar etwa tangential zu dem Schwenkraum3. Sie nimmt zwei Steuerkolben 8 und 9 sowie zwei Antriebskolben 10 und 11 auf, die auf einer Stange 12 angeordnet und innerhalb der Bohrung zwischen zwei'Endstellungen frei beweglich sind. In die hinter den Antriebskolben liegenden Räume der Bohrung 7 münden zwei von einem Vorsteuerventil kommende hydraulische Steuerleitungen 13 und 14, durch deren wechselweise Beaufschlagung die Steuerkolben 8 und 9 über die Antriebskolben 10 und 11 wahlweise in die linke oder in die rechte Schaltstellung (wie gezeichnet) gebracht werden können.
In der Bohrung 7 des Mehrwege-Ventils 7-8-9 befinden sich zwei Einlaßöffnungen 15 und 16, die an die von der Pumpe kommende Zuflußleitung 17 angeschlossen sind, eine an die Abflußleitung 18 angeschlossene Auslaßöffnung 19 sowie weitere Offnungen, an die sich eine erste Arbeitsleitung 20, eine erste Rückleitung 21, eine zweite Arbeitsleitung 22 und eine zweite Rückleitung 23 anschließen. Die Leitungen 20...23 sind durch Kanäle gebildet, die die Bohrung 7 unmittelbar mit der zylindrischen Bohrung 2 für den Rotor 5 bzw. mit dem Schwenkraum 3 verbinden.
Das Mehrwege-Ventil 7-8-9 ist so ausgebildet, daß es in der ersten Schaltstellung (wie dargestellt) die erste Arbeitsleitung 20 und die erste Rückleitung 21 und in der zweiten Schalt stellung die zweite Arbeitsleitung 22 und die zweite Rückleitung 23 mit der Zuflußleitung 17 bzw. mit der Abflußleitung 18 verbindet.
Die erste und die zweite Arbeitsleitung 20 und 22 münden mit Einlaßöffnungen 24 und 25 beiderseits des Schwenkraumes 3 in die zylindrische Bohrung 2. Im Rotor 5 sind zur steuerbaren Verbindung des Schwenkraumes mit den beiden Einlaßöffnungen 24 und 25 zwei periphere Aussparungen 26 und 27 angeordnet, und zwar so, daß bei Erreichen der ersten Endstellung des Schwenkflügels 4 (wie dargestellt) die Verbindung des Schwenkraumes 3 mit der ersten Arbeitsleitung 20 unterbrochen wird und umgekehrt. Durch den Rotor 5 und das Gehäuse 1 wird somit ein stellungsabhängiges, als Drehschieber wirkendes Ventil gebildet.
Zum radialen Druckausgleich sind symmetrisch zu den Aussparungen 26 und 27 am Rotor 5 weitere Aussparungen 28 und 29 angeordnet, die mit den ersteren durch voneinander getrennte (nebeneinander liegende) Kanäle 30 und 31 verbunden sind.
Ein weiteres stellungsabhängiges Ventil wird durch die Schmalkante des Schwenkflügels 4 und die im Schwenkraum mündenden Auslaßöffnungen 32 und 33 der ersten und der zweiten Rückleitung 21 und 23 gebildet. Diese Auslaßöffnungen sind so angeordnet, daß die Auslaßöffnung 32 der ersten Rückleitung durch die Kante des Schwenkflügels 4 bei Erreichen der ersten Endstellung verschlossen wird und umgekehrt Der beschriebene Schwenkantrieb hat folgende Wirkungsweise: Wird, ausgehend von der in der Zeichnung dargestellten Betriebsstellung, das Mehrwege-Ventil 7-8-9 durch einen Druckimpuls über die zweite Steuerleitung 14 in die linke Schaltstellung gebracht, so werden die bisherigen Verbindungen gesperrt und es werden mit der Zuflußleitung 17 die zweite Arbeitsleitung 22 und mit der Abflußleitung 18 die zweite Rückleitung 23 in Verbindung gebracht.
Dadurch strömt Drucköl über die Aussparung 27 in den rechts vom Schtenkfldgel 4 befindlichen Abschnitt des Schwenkraumes 3 und treibt den Schwenkflügel rasch in Richtung auf die Auslaßöffnung 33, durch die das verdrängte 01 in die Abflußleitung 18 fließt.
Nach dem Eintritt der linken Kante des Schwenkflügels in den Bereich der Auslaßöffnung 33 wird diese Öffnung fortschreitend verschlossen; gleichzeitig wird durch die in Drehrichtung nacheilende Kante der Aussparung 27 auch die Einlaßöffnung 25 fortschreitend verschlossen, bis beide Öffnungen - wie in der gezeichneten Stellung die Öffnungn32 und 24 - völlig abgedeckt sind. Während dieses Vorganges erfolgt ein weiches und geräuscharmes Abbremsen des Schwenkflügels 4 sowie der über die Achse 6 mit diesem verbundenen angetriebenen Massen. Infolge der erläuterten Verbindungen in der erreichten Endstellung wird der Schwenkflügel bis zur erneuten Umschaltung des Ventils 7-8-9 festgehalten.
Aufgrund der erwähnten Eigenschaften ist die Anwendung des erfindungsgemäßen Schwenkantriebes besonders vorteilhaft für den Antrieb einer Weichenklappe.

Claims

Patentansprüche

draulischer Schwenkantrieb mit zwei vorgegebenen stabilen \&En dtellungen, unter Verwendung eines mit einem Schwenkflügel versehenen hydraulischen Stellmotors, der im Bereich der beiden Endstellungen durch ein in Abhängigkeit von der Winkelstellung des Drehflügels betätigtes Ventil gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem Stellmotor ein Mehrwege-Ventil (7-8-9) vorgeschaltet ist, welches in einer ersten Schaltstellung eine erste Arbeitsleitung (20) und eine erste Rückleitung (21) und in einer zweiten Schaltstellung eine zweite Arbeitsleitung (22) und eine zweite Rückleitung (23) mit der Zuflußleitung (17) bzw. mit der Abflußleitung (18) verbindet; daß ein stellungsabhängiges, als Drehschieber wirkendes Ventil durch den zur Befestigung des Schwenkflügels (4) dienenden Rotor (5) und dessen Gehäuse (1) gebildet wird, an dessen zylindrische Bohrung (2) sich unmittelbar der Schwenkraum (3) des Schwenkflügels anschließt und in dessen zylindrische Bohrung zu beiden Seiten des Schwenkraumes die Einlaßöffnungen (24, 25) für die erste bzw. die zweite Arbeitsleitung (20, 22) münden, wobei im Rotor zwei periphere Aussparungen (26, 27) zur steuerbaren Verbindung des Schwenkraumes mit den beiden Einlaßöffnungen eo angeordnet sind, daß bei Erreichen der ersten Endstellung die Verbindung zur ersten Arbeitsleitung (20) unterbrochen wird und umgekehrt; und daß ein weiteres stellungsabhängiges Ventil durch die Schmalfläche des Schwenkflügels (4) und die im Schwenkraum (3) mündenden Auslaßöffnungen (32, 33) der ersten und der zweiten Rückleitung (21, 23) gebildet wird, die so angeordnet sind, daß durch die Kante des Schwenkflügels bei Erreichen der ersten Endstellung die Auslaßöffnung (32) der ersten Rückleitung (21) verschlossen wird und umgekehrt.
2. Schwenkantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichn<t, daß die das Nehrwege-Ventil (7-d-9) aufnehmende Bohrung (r) in dem gleichen Gehauseblock (1) wie der Stellmotor (3-4-6) etwa tangential zum Schwenkraum (3) angeordnet ist und dan die beiden Arbeitsleitungen (20, 22) bzw.

Rückleitungen (21, 23) durch Kanäle gebildet sind, die diese Bohrung (7) unmittelbar mit der zylindrischen Bohrung (2) für den Rotor (5) bzw. mit dem Schwenkraum (3) verbinden.
3. Anwendung eines Schwenkantriebes nach Anspruch 1 oder 2 zum Antrieb einer Weichenklappe.