DE2712137A1 - Einrichtung zur anzeige der stellungen des arbeitskolbens eines druckmittelbetaetigten stellmotors - Google Patents

Einrichtung zur anzeige der stellungen des arbeitskolbens eines druckmittelbetaetigten stellmotors

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DE2712137A1
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piston
valve
cylinder
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measuring cylinder
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DE19772712137
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Ulrich Hass
Wolfgang Kraemer
Erich Ing Grad Schuettfort
Ralf Ing Grad Schwarzer
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VOGELSANG CARL FA
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VOGELSANG CARL FA
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/28Means for indicating the position, e.g. end of stroke
    • F15B15/2815Position sensing, i.e. means for continuous measurement of position, e.g. LVDT
    • F15B15/2861Position sensing, i.e. means for continuous measurement of position, e.g. LVDT using magnetic means

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Description

  • Einrichtung zur Anzeige der Stellungen des Arbeits-
  • kolbens eines druckmittelbetätigten Stellmotors Es ist eine Einrichtung der gattungsgemäßen Art für einen doppelt wirkenden, druckmittelbetätigten Stellmotor bekannt mit einem Anzeigegerät, wobei die Druckleitung mit der Rücklaufleitung in Abhängigkeit von der Stellung des Arbeitskolbens über eine Verbindungsleitung verbindbar ist, bei der die Verbindungsleitung, die einen kleineren Strömungsquerschnitt aufweist als die Druck-und die Rücklaufleitung, während der Stellbewegung des Arbeitskolbens offen und in den Endstellungen des Arbeitskolbens geschlossen ist, und bei der das Anzeigegerät ein in der Druck-oder der Rücklaufleitung angeordnetes, den Durchfluß registrierendes Gerät ist (DAS 2 237 244). Es ist auch aus der GB-PS 1 222 840 zur Anzeige der Endstellungen eines druckmittelbetätigten Arbeitskolbens eines Servormotors z.B. bei Erdbaumaschinen bekannt, an die Druck- und Rücklaufleitung des Zylinders ein Anzeigegerät anzuschließen, das auf den Druck in diesen beiden Leitungen anspricht und im Arbeitskolben eine Verbindungsleitung zwischen Druck- und Rücklauf seite vorzusehen, die während des Arbeitshubes geschlossen ist und in den Endstellungen durch ein Ventil freigegeben wird, damit ein Druckausgleich zwischen Druck- und Rücklaufleitung eintritt, durch den die Endstellung am Anzeige gerät angezeigt wird.
  • Auf Tankern wird zur Stellungsanzeige in die den Stellmotor speisende Druckleitung ein Durchflußmeßgerät eingesetzt, durch das über der Schluckvolumen des Stellmotors die Klappenstellung ermittelt und auf ein Anzeigegerät übertragen wird. Eine derartige Einrichtung wird einerseits wegen der dafür aufzuwendenden Kosten als nachteilig angesehen, da die Durchflußmeßgeräte selbst relativ teuer sind und zudem eine aufwendige Vorrichtung vorgesehen werden muß, durch welche die dem Schluckvolumen entsprechenden Umdrehungen des Durchflußmeßgerätes auf das Anzeige~ gerät übertragen werden. Andererseits wird die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Stellungsanzeige als nicht ausreichend angesehen, da das Anzeigegerät aufgrund der durch die Leitungslänge beträchtlichen Kompressibilität des Druckmittels häufig nur einen Sollwert, nicht aber einen Istwert anzeigt.
  • Es ist weiterhin ein ferngesteuerter, hydraulischer Antrieb mit einem hydraulischen Stellungsanzeigegerät für die Stellung des Verschlußstückes eines Ventils, insbesondere eines Klappenven tils auf Tankschiffen oder in Raffinerien, wobei das Stellungsanzeigegerät in die die Offenstellung des Antriebs bewirkende Arbeitsleitung zwischengeschaltet ist, bekannt, bei dem in Schließstellung des Verschlußstückes des Ventils beide in Schließ- und Offenstellung des Verschlußstückes des Ventils wirkende Arbeitsleitungen vom Druckmittel beaufschlagt sind und das Abtriebsorgan des hydraulischen Antriebes ein in Schließrichtung des Verschlußstückes des Ventils wirkendes Drehmoment abgibt (DAS 1 601 755).
  • Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Einrichtung zur Anzeige der Stellungen des Arbeitskolbens eines druckmittelbetätigten Stellmotors zu schaffen, die mit einer einfachen Steuerleitung versehen, nicht nur sicher die Endstellungen des Ventilantriebes und damit beispielsweise eines Klappenventils anzeigt, sondern bei der auch Störfaktoren, wie beispielsweise Luft oder ein Leck in der Steuerleitung beseitigt bzw. unschädlich gemacht und angezeigt werden.
  • Eine Einrichtung der gattungsgemäßen Art ist nach der Erfindung bei Verwendung einer einfachen Steuerleitung zwischen Arbeitskolben und Steuerorgang gekennzeichnet durch einen doppelt wirkenden Meßsylinder (im Steuerpult), bei dem beide Seiten des Kolbens über einen Bypass miteinander verbunden sind, in dem ein, durch den Kolben mittels eines Taststiftes in einer Endstellung zu öffnendes Rückschlagventil angeordnet ist, wobei der Taststift auf der, der Kolbenstange gegenüberliegenden Seite des Kolbens liegt und die Kolbenstange mit Endstellungsanzeigen versehen ist. Die Kolbenstange ist zweckmäßig außerhalb des Zylinders mit einem, an ihrem freien Ende angeordneten Magneten in einer Hülse verschieblich, an der, den beiden Endstellungen des Kolbens entsprechend, Reedkontakte angeordnet sind. Die Kolbenstange kann aber auch als Hülse ausgebildet sein, eine im Zylinder feststehende Hülse umgeben, in der entsprechend den beiden Endstellungen des mit einem Magneten versehenen Kolbens Reedkontakte angeordnet sind.
  • Der Bypass kann außerhalb des Zylinders angeordnet sein und mit einem, gegen den Zufluß wirkenden Rückschlagventil versehen sein. Der Bypass ist nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform Jedoch innerhalb des Kolbens angeordnet. In der einfachen Steuerleitung ist ein optisch anzeigendes Durchflußgerät angeordnet. Die Rückstellvorrichtung des Arbeitskolbens ist vorzugsweise eine einstellbare Feder, sie kann Jedoch auch in einer hydraulischen Ringleitung bestehen. Zweckmäßig betätigt der Kolben des Meßzylinders in der eingefahrenen Stellung ein Ruckflußventil von der Steuerleitung zum Ölbehälter.
  • Vorzugsweise ist auf der Kolbenstangenseite des Meßzylinders ein selbsttätig arbeitendes Entlüftungsventil angeordnet.
  • Eine Einrichtung nach der Erfindung hat nicht nur den Vorteil, daß sie die beiden Endstellungen des Arbeitskolbens eines Stellmotors und damit des angetriebenen Ventils sicher anzeigt, und zwar unter Verwendung nur einer einfachen Steuerleitung, sondern es wird durch die besondere Ausbildung des Neßzylinders mit Bypass erreicht, daß dieses Anzeige- und Steuergerät sehr kompakt ausgebildet und im Steuerpult unterzubringen ist und auch als Ganzes ausgetauscht werden kann, wenn einmal irgendwelche Schäden auftreten sollten. Darüber hinaus ist mit zuverlässiger Sicherheit erreicht, daß Schäden oder Unregelmäßigkeiten, wie beispielsweise Luft in der Steuerleitung oder auch ein Leck in der Steuerleitung oder dem Arbeitszylinder, nicht nur beseitigt oder überspielt werden, sondern auch sogleich angezeigt werden, und zwar unabhängig davon, ob die Meldung über die Endstellungen des Arbeitskolbens und damit die Anzeige vorliegt.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 einen Meßzylinder mit äußerem Bypass im axialen Schnitt, Fig. la einen rechtwinklig verlaufenden axialen Schnitt entsprechend Fig. 1 durch die Steuerseite des Zylinders, Fig. Ib einen radialen Schnitt durch die Steuerseite des Zylinders entsprechend Fig. 1, Fig. 2 eine andere Ausführungsform eines Meßzylinders mit im Kolben angeordneten Bypass in axialem Schnitt, Fig. 3 eine weitere Ausführungsform eines Meßzylinders mit im Kolben angeordneten Bypass, Fig. 4 die hydraulische Schaltung einer Einrichtung mit dem Meßzylinder nach den Figuren 1 oder 2 oder 3, Fig. 5 eine andere Ausführungsform einer Einrichtung entsprechend Fig. 4, Fig. 6 Arialachnitt durch ein Durchflußgerät mit Leck ölanzeige.
  • Ein Meßzylinder nach den Figuren 1, la und Ib besteht allgemein aus dem Zylindergehäuse 1 mit oberem 2 und unterem Zylinderkopf 3 sowie dem Kolben 4 und der Kolbenstange 5. Der untere Zylinderkopf 3 und der obere Zylinderkopf 2 sind außerhalb des Zylinders 1 mit einem Bypass 6 verbunden. Die Kolbenstange 5 und der Kolben 4 sind mit einer axialen Durchgangsbohrung 7 versehen, die sich in einer fluchtenden Durchgangsbohrung in dem unteren Zylinderkopf 3 fortsetzt. In diese Durchgangsbohrung 7 ist von der Seite des Zylinderkopfes 3 her eine Hülse 8 eingesetzt, in der, der oberen und unteren Endstellung des Kolbens 4 zugeordnet, Je ein Reedkontakt 9 und 10 befestigt sind mit Zuleitungen 11, die aus dem unteren Ende der Hülse 8 austreten.
  • An dem Kolben 4 ist, die Hülse 8 umgebend, ein Ringmagnet 12 befestigt.
  • In dem unteren Zylinderkopf 3 befindet sich der Anschluß für den Zufluß 13, und zwar in dem Ansatz des Zylinderkopfes, an dem der äußere Bypass 6 angeordnet ist. Unmittelbar hinter diesem Anschluß 13 ist eine Verzweigun von der eine Bohrung 14 zu einem Rückschlagventil 15 und von dort in den Bypass 6 führt. Der andere Teil 16 der Verzweigung führt in dem Zylinderkopf über eine axiale Bohrung 17 gegen die Unterseite des Kolbens 4 und damit in den unter dem Kolben befindlichen Zylinderraum.
  • Von dem Rückschlagventil 15 unter dem Bypass 6 führt eine weitere Bohrung 18 über ein Rückschlagventil 19 und von dort, auf dessen anderer Seite mit einer Bohrung 20 weiter über ein ßückschlagventil 21. Dieses Rückschlagventil 21 liegt vor der Zuführung 17 unter dem Kolben. Das Rückschlagventil 19 steht unter dem Einfluß eines Taststiftes 22, der aus der Oberfläche des Zylinderkopfes 3 in Richtung auf den Kolben 4 herausragt.
  • Der obere Zylinderkopf 2 ist mit einer Ableitungsbohrung 23 aus den oberen Zylinderraum, einer diese fortsetzenden Querbohrung 24 versehen, die sich mit der den Bypass 6 fortsetzenden Bohrung 25 vereinigt, bevor sie in dem AnschluU-stutzen 26 der Ableitung mündet.
  • Eine andere Ausführungsform eines Meßzylinders nach der Erfindung ist in der Fig. 2 im axialen Schnitt dargestellt. Es werden in der nachstehenden Erläuterung die gleichen Bezugszeichen für einander entsprechende Teile verwendet. Ein Zylindermantel 1 ist mit einem oberen Zylinderkopf 2 und einem unteren Zylinderkopf 3 versehen. Ein in dem Zylindermantel 1 beweglicher Kolben 4 hat einseitig eine Kolbenstange 5, die den oberen Zylinderkopf 2 durchdringt und an ihrem oberen Ende mit einem Magneten 12 versehen ist. tber dem oberen Zylinderkopf 2 ist eine die Kolbenstange 5 umgebende Hülse 8 angeordnet, an der Endstellungsanzeiger in Form eines unteren Reedkontaktes 9 und eines oberen Reedkontaktes 10 angeordnet sind.
  • An dem unteren Zylinderkopf 3 befindet sich die untere Zuleitung 13, die in einen Hohlraum 27 in dem unteren Zylinderkopf 3 mündet, der vorzugsweise ringförmig ausgebildet ist. In der Mitte dieses Hohlraumes ist ein zentrischer Vorsprung 28 vorgesehen, dessen Oberfläche auf gleicher Höhe mit der ringförmigen, den Zylinderkopf innerhalb des Zylinderraumes begrenzenden Ebene liegt.
  • Innerhalb des Kolbens 4 ist ein, den gesamten Kolben in Form einer Bohrung durchdringender Bypass 6 angeordnet, in dem ein Rückschlagventil 15 liegt, das unter der Wirkung einer Feder 15a steht. Weiterhin befindet sich zentrisch in den Kolben 4 angeordnet, an dessen unterem Ende ein 'Paststift:22, der auf ein Rückschlagventil 19 wirkt, das unter der Wirkung einer Feder 19a steht. Oberhalb des Rückschlagventils 19 mündet aus dessen Ventilraum eine Bohrung 17 in den oberhalb des Kolbens 4 liegenden Zylinderraum.
  • Der Raum unterhalb des Rückschlagventils 19 setzt sich in einer Bohrung fort, die den Schaft des Taststiftes 22 innerhalb des Kolbens in weitem Abstand umgibt. Diese Bohrung ist mit einer Querbohrung 29 und einer weiteren achsparallelen Bohrung 30 über ein Rückschlagventil 21, das unter der Wirkung einer Feder 21a steht, mit dem unterhalb des Kolbens 4 befindlichen Zylinderraum bzw. dem Ringraum 27 verbunden.
  • Der Taststift 22 befindet sich innerhalb eines im Kolbenboden etwas zurückgesetzten Raumes, so daß seine Funktion bei der Bewegung des Kolbens gegen die Oberfläche des unteren Zylinderkopfes 3 sichergestellt ist.
  • In dem oberen Zylinderkopf 2 ist ebenfalls ein Ringraum 31 angeordnet, dessen Tiefe etwas größer ist als der Abstand der Zuflußbohrung 17 in der Kolbenstange 5 von der oberen Fläche des Kolbens 4. Dieser Ringraum 31 ist durch eine Querbohrung 24 in dem Zylinderkopf 2 mit dem Abfluß 26 verbunden.
  • In einer weiteren Ausführungsform eines Meßzylinders entsprechend der Fig. 3, die sehr besonders vorteilhaft ist, ist eine noch weitergehende Vereinfachung insbesondere hinsichtlich der räumlichen Ausführung und auch der Funktion erreicht. Auch hier gelten wieder für gleiche Teile, gleiche Bezugszeigen. Der äußere Aufbau des Zylinders und Kolbens gleicht dem, der schon an dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 2 beschrieben ist. Er wird daher hier nicht wiederholt. Wesentlich unterscheides sich bei dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 3 die Ausführung des Kolbens 4 mit den darin angeordneten Bohrungen für Bypass und Rückschlagventile. Auch hier ist wieder zentrisch in dem Kolben 4 ein Taststift 22 angeordnet, der mit der Oberfläche eines Vorsprunges und damit der Gesamtoberfläche des unteren Zylinderkopfes 3 zusaaenwirkt, wenn der Kolben sich dagegen bewegt. Der Taststift 22 steht unter der Wirkung einer Feder 22a. Der Taststift 22 wirkt mit einem oberen Ansatz gegen einen Ansatz an einem Rückschlagventil 32, das unter der Wirkung einer Feder 32a steht. Die Anordnung der Durchflußbohrungen und des Rückschlagventiles 32 mit den Taststift 22 ist in gleicher Weise vorgenommen wie bei dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 2, das Rückschlagventil 32 hat hier jedoch eine Mehrfachfunktion.
  • Die Führung des Taststiftes 22 ist in einem zylinderförmigen Block 33 zentrisch ausgebildet, der in eine entsprechend weite Bohrung mit Innengewinde in dem Kolben 4 von dessen Unterseite her eingeschraubt ist. Diese Bohrung 34 auf der Unterseite des Kolbens 4 hat einen größeren Durchmesser als der Vorsprung 28 in dem Zylinderkopf 3 und steht daher allseits mit dem Ringraum 27 in dem Zylinderkopf 3 in Verbindung. In der zylinderförmigen Block 33 ist achsparallel eine Bohrung vorgesehen, die den Bypass 6 bildet und mit dem Raum und den weiteren Bohrungen in Verbindung steht, die oberhalb der Führung des Taststiftes 22 angeordnet sind und über das Rückschlagventil 32 zu dem Ausfluß 17 in den oberen Zylinderraum oberhalb des Kolbens 4 münden.
  • Die auf das Rückschlagventil 32 wirkende rückhaltende und damit dieses Ventil in geschlossener Stellung haltende Federkraft ist größer bemessen als sämtliche Widerstände zusammen mit der Betätigungskraft des Arbeitszylinders in der hinter- strömungsabwärts- liegenden Steuerleitung und Seite des Hydrauliksystems des Meßzylinders.
  • Anhand der Prinzipskizze der Hydraulik nach Fig. 4 soll die Funktion der Einrichtungen nach der Neuerung in den verschiedenen Ausführungsbeispielen erläutert werden. Da diese Schaltskizze für sämtliche drei Ausführungsbeispiele zutrifft, ist versucht worden, die Bezugszeichen den entsprechenden Teilen der Schaltskizze zuzuordnen. Zunächst sei die Schaltskizze entsprechend der Fig. 4 erläutert: Aus einem Vorrat 40 wird von einer Pumpe 41 1 angesaugt und über ein Steuerventil 42 in die Zuleitung 43 gedruckt. Das Steuerventil 42 ist als Drei/Zweiwege-Steuerventil ausgebildet, es kann von der Druckleitung der Pumpe 41 auf die Zuleitung 43 geschaltet werden für die Einführung von Drucköl in das System oder es kann umgeschaltet werden von der Zuleitung 43 auf eine Rückleitung 44, die in den Vorrat 40 zurückführt für den Rückflub. In der Fig. 4 ist das Ventil 42 auf Ruckfluls eingestellt.
  • Bei Einstellung auf Zufluß und Drucköl wird dieses öl über die Zuleitung 43 und den Anschluß 1g des Meßzylinders der Unterseite des Kolbens 4 zugeführt. Bei der Ausführungsform des Meßzylinders entsprechend den Figuren 1, la und ib fließt das 01 von der Zuleitung 13 über die Bohrungen 16, an dem Ventil 19 vorbei und durch die Bohrung 17 unter den Kolben 4 und hebt diesen an. Der Kolben nimmt dabei den Magneten 12 mit, der damit aus dem Bereich des unteren Kontaktes 9 auswandert, so daß die mit diesem unteren Kontakt 9 verbundene Anzeigelampe 44 erlischt. Aus dem über dem Kolben 4 befindlichen Raum wird das öl verdrängt durch die Leitungen 23, 24 und den Ausfluß 26 in die Steuerleitung 45 zu dem Arbeitszylinder 46, der als Stellmotor das Ventil 47 öffnet. Der Arbeitszylinder 46 ist bei diesem Ausführungsbeispiel mit einer Rückholfeder 48 versehen.
  • Hat der Kolben 4 des Meßzylinders seine oberste Stellung erreicht, befindet sich der Magnet 12 im Bereich des Kontaktes 10, und die, mit diesem Kontakt verbundene Anzeigelampe 49 leuchtet auf und zeigt damit an, daß das Ventil 47 geöffnet ist.
  • Sollte sich in der Steuerleitung 45 Luft befinden und damit das Ventil 47 noch nicht ganz geöffnet sein, so öffnet sich das Rückschlagventil 15 unter dem Bypass 6, und es strömt weiter Drucköl in die Steuerleitung 45 ein, bis die dort befindliche Luft so weit komprimiert ist, daß der Arbeitsdruck ausreicht, das Ventil 47 vollständig zu öffnen.
  • Die Signallampe 49 leuchtet auf, solange das Ventil 47 geöffnet ist, d.h. solange der Kolben 4 in dem fleßzylinder sich in seiner obersten Stellung befindet.
  • Zum Schließen des Ventils 47 wird das Schaltventil 42 umgestellt auf die in der Fig. 4 dargestellte Stellung. Die Rückholfeder 48 drückt den Kolben des Arbeitszylinders 46 in seine Ausgangsstellung zurück und schließt damit das Ventil 47. Dabei wird von dem Kolben des Arbeitszylinders 46 bzw. des Stellmotors Oel in die Steuerleitung 45 zurückgedrückt auf die obere Seite des Kolbens 4 des Meßzylinders,der damit nach unten gedrückt wird bis er die in der Figur 1 dargestellte unterste Stellung erreicht hat. Sowie die Kolbenstange mit dem daranliegenden Magneten 12 die oberste Stellung verlassen hat, erlischt die Sigballampe 49 und zeigt damit an, daß das Ventil 47 nicht mehr geöffnet ist. Nach Erreichen der untersten Stellung des Kolbens 4 in dem Meßzylinder liegt der Magnet im Bereich des unteren Kontaktes 9, die Signallampe 44 leuchtet auf und zeigt damit an, daß das Ventil 47 geschlossen ist. Sollte sich in der Steuerleitung 45 noch Luft befinden, so kann sich diese entspannen, denn nachdem der Kolben 4 seine unterste Stellung erreicht hat, wird der Taststift 22 gedrückt, der das Ventil 19 öffnet und damit den Bypass 6 freigibt, aus dem weiteres Oel aus der Steuerleitung 45 an dem Kolben 4 vorbei in die Rückleitung 43 fließen kann bis sich in der Steuerleitung 45 normale Druckverhältnisse eingestellt haben und damit das Ventil 47 vollständig geschlossen ist.
  • Bei der Verwendung eines Meßzylinders entsprechend der Figur 2 sind die Funktionen und Arbeitsabläufe im wesentlichen die selben, es ist hier lediglich der Bypass nicht außerhalb des Meßzylinders angeordnet, sondern innerhalb des Kolbens 4 des Meßzylinders. Das Ventilspiel der mit gleichen Bezugszeichen versehenen Ventile findet jedoch in gleicher Weise statt.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel eines Meßzylinders entsprechend der Figur 3 sind sämtliche Funktionen der verschiedenen Ventile in dem Rückschlagventil 32 und seiner Feder 32a vereinigt. Zur Öffnungsbewegung wird Druckoel von der Leitung 43 über die Zuleitung 13 unter den Kolben 4 gebracht und hebt diesen aus der untersten Stellung, die der Schließstellung des Ventils 47 entspricht und über Magneten 12 und Kontakt 9 die Signallampe 44 betätigt, nach oben. Dabei wird oberhalb des Kolbens 4 Oel aus dem Meßzylinder verdrängt über die Ableitung 26 in die Steuerleitung 45 zu dem Arbeitszylinder 46, dessen Kolben gegen die Wirkung der Feder 48 angehoben wird und dabei das Ventil 47 öffnet. Hat der Kolben 4 des Meßzylinders die oberste Stellung erreicht, so betätigt der Magnet 12 den Kontakt 1o und damit leuchtet die Signallampe 49 auf, um die Öffnung des Ventils 47 anzuzeigen. Sollte sich noch Luft in der Steuerleitung 45 befinden, so fließt weiterhin Druckoel über den Bypass 6 im Kolben 4 und hebt das Rückschlagventil 32 gegen die Wirkung seiner Feder 32a ab und fließt über den Ausfluß 17 in den oberhalb des Kolbens 4 befindlichen Ringraum 31 im oberen Zylinderkopf und von dort über die Ableitung 26 in die Steuerleitung 45 bis dort derselbe Druck herrscht wie in der Zuführungsleitung 43 und damit der Kolben des Arbeitszylinders 46 das Ventil 47 vollständig geöffnet hat.
  • Zum Schließen des Ventils 47 wird das Schaltventil 42 auf die in der Figur 4 dargestellte Stellung umgeschaltet, unter der Wirkung der Druckfeder 48 wird der Kolben in dem Arbeitszylinder 46 in seine Ausgangsstellung zurückgeführt und dabei das Ventil 47 geschlossen unter Verdrängung von Oel in die Steuerleitung 45. Von dort drückt das Oel den Kolben 4 im Meßzylinder aus der obersten Stellung wieder in die unterste Stellung zurück, wobei der Magnet den Kontakt 10 verläßt, die diesem zugeordnete Signallampe 49 erlischt und bei Erreichen der untersten Stellung der Magnet über den Kontakt 9 die Signallampe 44 zum Leuchten bringt. Wenn sich in der Steuerleitung 45 komprimierte Luft befindet, ist das Ventil 47 noch nicht vollständig geschlossen, die Druck feder 48 drückt den Kolben weiterhin nach unten, um das Ventil 47 zu schließen und das Oel steht in der Leitung 45 noch unter einem höheren Druck. Bei Erreichen der unteren Stellung des Kolbens 4 in dem Meßzylinder wird der Taster 22 nach Berührung mit dem Boden des Zylinders nach oben gedrückt und hebt dabei das Rückschlagventil 32 gegen die Wirkung seiner Feder 32a aus seinem Sitz, so daß das unter Druck stehende Oel aus der Steuerleitung 45 über den oberen Zylinderraum durch die Zuleitung 17, an dem geöffneten Rückschlagventil 32 vorbei und durch den Bypass 6 in den unteren Ringraum und von dort aus durch den Anschluß 13, die Leitung 43 zurück in den Vorrat 40 fließen kann bis sich die in der Steuerleitung 45 befindliche Luft soweit entspannt hat, daß ein Druckausgleich hergestellt ist und der Kolben in dem Steuerzylinder 46 unter der Wirkung seiner Druckfeder 48 das Ventil 47 vollständig geschlossen hat.
  • Parallel zu dem Meßzylinder mit dem Kolben 4 ist in der Steuerleitung ein Druckbegrenzungsventil DB angeordnet, mit dem in bekannter Weise verhindert wird, daß in Zuleitung und Steuerleitung 45 ein zu hoher Druck entsteht, der zu Zerstörungen führen könnte.
  • In den vorstehenden Erläuterungen ist festgestellt worden, daß beispielsweise dann wenn in der Steuerleitung 45 Luft vorhanden ist, nach Aufleuchten der jeweiligen Signallampen 44 oder 49 für die Stellung "offen" oder geschlossen des Ventils 47 damit noch nicht sicher angezeigt ist, daß dieses Ventil tatsächlich vollständig geöffnet oder geschlossen ist. Der Öffnungs- oder Schließvorgang kann sich vielmehr noch fortsetzen durch Nachfließen von Oel bei Komprimierung oder Dekompression der eingeschlossenen Luft. Aus diesem Grunde ist in der Steuerleitung 45 noch eine zusätzliche Durchfluß-Anzeige-Einrichtung angeordnet. Diese Durchfluß-Anzeige-Einrichtung 50 kann in üblicher Weise ausgebildet sein, beispielsweise mit einem Zellenrad, das bei seiner Drehung auf eine Signallampe wirkt und diese zum Aufleuchten bringt. Es ist daraus zu erkennen, daß der Offnungs- bzw. Schließvorgang für das Ventil 47 erst dann abgeschlossen ist, wenn diese Signallampe erloschen ist und die jeweilige Signallampe 44 oder 49 alleine leuchtet. Ein solcher Durchfluß-Anzeiger 50 mit zugeordneter Signallampe zeigt auch an, wenn in der Steuerleitung 45 oder in dem Arbeitszylinder 46 ein Leck vorhanden ist. Bei Vorhandensein eines Lecks und damit Austritt von Oel findet ein ständiger Durchfluß von Oel durch diesen Durchfluß-Anzeiger 50 statt, so daß die zugeordnete Signallampe nicht erlischt.
  • Die bekannten Durchfluß-Anzeiger mit Zellenrad sind sehr kostspielig. Da es bei dem hier erforderlichen Einsatz weniger darauf ankommt, einen Durchfluß in der Leitung 45 anzuzeigen als vielmehr darauf, festzustellen, ob Druckunterschiede vor und hinter dem Durchfluß-Anzeiger vorhanden sind, ist nach der Erfindung ein einfacher Durchfluß-Anzeiger verwendet worden, wie er in Figur 6 dargestellt ist. Dieser Durchfluß-Anzeiger besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 60 mit einer Bohrung 61, in der ein Kolben 62 mit zwei nach beiden Seiten erstreckenden Kolbenstangen 63 und 64 angeordnet ist. Die Enden beider Kolbenstangen 63 und 64 ragen an beiden Seiten aus dem Gehäuse 60 heraus und wirken mit Schaltkontakten 65 und 66 zusammen, die zwischen zwei Endstellungen A und B zu schalten sind.
  • Der Kolben 62 steht unter der Wirkung von zwei Federn 62a und 62b, die beiderseits des Kolben 62 angeordnet sind und diesen in der in der Figur 6 dargestellten mittleren Stellung zu halten suchen. Auf der einen Seite des Kolbens 62 ist die Bohrung 61, in der er sich hin und her bewegen kann, mit einem Zufluß 67 versehen und auf der anderen Seite des Kolbens befindet sich ein Abfluß 68. Mit diesem Zufluß 67 und dem Abfluß 68 ist die Durchfluß-Anzeige-Vorrichtung nach der Figur 6 in die Steuerleitung 45 (im Steuerpult) eingeschaltet.
  • Es ist zu erkennen, daß mit dieser einfachen Vorrichtung jeder Durchfluß, der aufgrund einer Druckdifferenz zwischen den Anschlüssen 67 und 68 zustande kommt, den Kolben 62 nach der jeweiligen Seite soweit verdrängt, daß er den Abfluß nach der jeweiligen Seite, an der der geringere Druck herrscht, freigibt.
  • Herrscht also am Zufluß 67 höherer Druck, so wird der Kolben 62 gegen die Wirkung seiner Feder 62b soweit nach rechts gedrückt, daß er den Abfluß 68 freigibt und das Druckoel von dort aus in die Steuerleitung 45 weiterfließen kann, solange der Offnungsvorgang des Ventils 47 anhält, also auch dann noch wenn der Kolben 4 des Meßzylinders bereits seine obere Stellung erreicht hat, die entsprechende Signallampe 49 aufleuchtet, jedoch noch Luft in der Steuerleitung 45 komprimiert wird und daher noch über den Bypass Druckoel aus der Leitung 43 in die Steuerleitung 45 nachfließt, um den Kolben des Arbeitszylinders 46 in seine Endlage zu bringen. Erst nach Erreichen der Endlage hat ein Druckausgleich zwischen den Leitungen 43 und 45 stattgefunden und der Kolben 62 des Durchflußanzeigers kann in seine in der Figur 6 dargestellte mittlere Lage zurückkehren.
  • Bei Verdrängung des Kolbens 62 nach rechts wird die Kolbenstange 64 aus dem Gehäuse 60 heraus gedrückt und wirkt gegen den Kontakt 66, der dabei in die Stellung B gebracht wird. Dadurch leuchtet die entsprechende Signallampe auf und zeigt an, daß ein Durchfluß stattfindet. Erst wenn nach Druckausgleich der Kolben 62 wieder in seine Null-Lage zurückgekehrt ist, kann der Schaltkontakt 66 ebenfalls wieder in seine Null-Lage zurück kehren, um damit über die Signallampe anzuzeigen, daß keinerlei Durchfluß mehr stattfindet und damit die Endlage des Ventils 47 erreicht ist. Bei der Rückführungsbewegung des Ventils 47 in die jeweils andere Stellung wird der Kolben 62 in dem Durchfluß-Anzeiger nach der anderen Seite gedrückt und betätigt den Schaltkontakt 65, der auf die gleiche Signalleuchte wirkt, um anzuzeigen, daß ein Durchfluß stattfindet.
  • Es ist zu erkennen, daß dieser Durchfluß-Anzeiger nicht nur dazu dient, das endgültige Erreichen der jeweiligen Endlage des Ventils 47 anzuzeigen, bei Aufleuchten der entsprechenden Signallampe 44 oder 49, sondern daß dieser Durchfluß-Anzeiger auch jegliche Beschädigung oder Leckage in der Steuerleitung 45 oder am Arbeitszalinder 46 anzeigt, die beispielsweise bei Tankschiffen oder Oelraffinerien oft in sehr erheblicher Entfernung vom Steuerpult angeordnet sind. Solange die durch den Durchfluß-Anzeiger betätigte Signallampe aufleuchtet, ist damit angezeigt, daß vor und hinter den Durchfluß-Anzeiger ein verschiedenhoher Druck herrscht, damit Durchfluß stattfindet und die erwünschte Stellung des Ventils 47 nicht erreicht ist, die jedoch jeweils an den entsprechenden Signallampen 44 und 49 angezeigt ist.
  • In der Figur 5 ist eine weitere hydraulische Schaltskizze gezeigt, die in allen wesentlichen Einzelheiten mit der Schaltskizze nach der Figur 4 übereinstimmt, bis darauf, daß anstelle der Rückholfeder 48 in dem Arbeitszylinder eine Ringdruckleitung 48a angeordnet ist.

Claims (11)

  1. Patentansprüche Einrichtung zur Anzeige der Stellungen des Arbeitskolbens eines druckmittelbetätigten Stellmotors, bei der der Dreh-oder Ventilantrieb mit einer Rückstellvorrichtung versehen ist, mit einer Steuerleitung zwischen Arbeitskolben und Steuerorgan, gekennzeichnet durch die Anordnung einer einfachen Steuerleitung (45) und einen doppelt wirkenden Meßzylinder (im Steuerpul, bei dem beide Seiten des Kolbens (4) über einen Bypass (6) miteinander verbunden sind, in dem ein, durch den Kolben (4) mittels eines Taststiftes (22) in einer Endstellung zu öffnendes Rückschlagventil (19 bzw.
    32) angeordnet ist, wobei der Taststift (22) auf der, der Kolbenstange (5) gegenüberliegenden Seite des Kolbens liegt und die Kolbenstange (5) mit Endstellungsanzeigen (12, 9 u.io) versehen ist.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (5) außerhalb des Zylinders (1) mit einem, an ihrem freien Ende angeordneten Magneten ('2) in einer Hülse (8) verschieblich ist, an der, den beiden Endstellungen des Kolbens (4) entsprechend, Reedkontakte (9 und 1o) angeordnet sind.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (5) als Hülse ausgebildet ist, eine im Zylinder feststehende Hülse (8) umgibt, in der entsprechend den beiden Endstellungen des mit einem Magneten (12) versehenen Kolbens Reedkontakte (9 und lo) angeordnet sind.
  4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bypass (6) außerhalb des Zylinders (1) angeordnet ist, und mit einem, gegen den Zufluß wirkenden Rückschlagventil (15) versehen ist.
  5. 5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypass (6) innerhalb des Kolbens (4) angeordnet ist.
  6. 6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der einfachen Steuerleitung (45) ein optisch anzeigendes Durchflußgerät (50) angeordnet ist.
  7. 7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellvorrichtung des Arbeitskolbens (46) eine einstellbare Feder (48) ist.
  8. ts. einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellvorrichtung des Arbeitskolbens eine hydraulische Ringleitung (48 a) ist.
  9. 9. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (4) des Meßzylinders in der eingefahrenen Stellung ein Rückflußventil (32) von der Steuerleitung (45) zum Olvorrat (40) öffnet.
  10. lo. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein, auf der Kolbenstangenseite des Meßzylinders (4) angeordnetes, selbsttätig arbeitendes Entlüftungsventil.
  11. 11. Einrichtung nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß s optisch anzeigende Durchflußgerät (50) aus einem, in einem Gehäuse (60) angeordnet, beidseits gleichmäßig durch Federn (62 a, 62 b) belasteten Kolben (62) besteht, auf dessen einer Seite in Ruhestellung die zum Arbeitskolben (46) führenae einfache Steuerleitung (45) an den Abfluß (68) angeschlossen ist und auf dessen anderer Seite die vom Meßzylinder kon«lende einfache Steuerleitung an den Zufluß (76) angeschlossen ist und dessen auf beiden Seiten angeordnete olbenstangen (63 und 64) außerhalb des Gehäuses (60) mit je einem Schaltkontakt (65 una 66) zusammenwirken.
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