DE3050309C2

DE3050309C2 - Verstärker mit zwei hydropneumatischen Druckübersetzern

Info

Publication number: DE3050309C2
Application number: DE3050309T
Authority: DE
Inventors: Ivan Zacharovi&ccaron; Beregovoi; Aleksandr Grigorevi&ccaron; Dorofeev; Eduard Moiseevi&ccaron; Begovaya Godin; Leonid Nikolaevi&ccaron; Kebets; Jakov O&scaron;erovi&ccaron; Korf; Vladimir Ivanovi&ccaron; Matskevi&ccaron;; Vladimir Jakovlevi&ccaron; Tolyatti Pu&scaron;arev
Original assignee: MOSKOVSKIJ AVIACIONNYJ INSTITUT IMENI SERGO ORDZONIKIDZE MOSKVA SU; VOLZSKOE OB"EDINENIE PO PROIZVODSTVU LEGKOVYCH AVTOMOBILEJ TOL'JATTI KUJBYSEVSKAJA OBLAST' SU
Current assignee: MOSKOVSKIJ AVIACIONNYJ INSTITUT IMENI SERGO ORDZONIKIDZE MOSKVA SU; VOLZSKOE OB"EDINENIE PO PROIZVODSTVU LEGKOVYCH AVTOMOBILEJ TOL'JATTI KUJBYSEVSKAJA OBLAST' SU
Priority date: 1980-03-26
Filing date: 1980-03-26
Publication date: 1985-12-12
Also published as: FR2504205B1; JPS57500345A; CA1151978A; FR2504205A1; WO1981002769A1; DE3050309T1

Description

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der bydropneumatische Akkumulator die Gefahr von erräumen 8, 9 und mit den Eingängen des pneumati-

Druckzusammenbrüchen beseitigt und Fehlersignale im sehen Trennventils 25 mit ODER-Funktion verbunden

pneumatischen Steuersystem nicht mehr auftreten, son- sind.

dem alle Elemente während des Arbeitszyklus aufeinan- Der Druckübersetzer 2 hat zwei Stangen 2a, 26, weiderfolgend ansprechen. Außerdem ist der Verstärker 5 ehe sich zusammen mit der Kolbeneinheit bewegen und konstruktiv ziemlich einfach, betriebssicher und arbeitet die Endschalter 26,27 betätigen. Die Eingänge 266, 27 b mit gutem Wirkungsgrad. der Endschalter 26, 27 stehen über ein pneumatisches Nachstehend wird die Erfindung durch die Beschrei- Reduzierventil 28 mit einem Ausgleichsbehälter 29 in bung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefüg- Verbindung.

ten Zeichnung weiter erläutert Die Zeichnung zeigt io Der Ausgleichsbehälter 29 bewirkt einen Ausgleich

schematisch einen erfindungsgemäßen Verstärker mit der Volumendifferenz des Kolben- und Stangenraums

zwei Druckübersetzern. des Stellorgans 1 bei seinen Bewegungen sowie zum

Der beispielsgemäße Verstärker dient zur Zufuhr ei- Ausgleich der Verluste in der Rücklaufleitung 15.

nes Druckmittels zu einem Stellorgan 1 und besitzt ei- Ein hydropneumatischer Druckübersetzer 30 einseiti-

nen hydropneumatischen Druckübersetzer 2 zweiseiti- 15 gcr Wirkung mit einem Pneumatikraum 30a, einem

ger Wirkung mit Pneumatikräumen 3 und 4 sowie Hy- pneumatischen Stangenraum 306 sowie einem Hydrau-

draulikräumen 5 und 6. Der Druckübersetzer 2 wird von likraum 30c dient zur Zufuhr des Druckmittels in den

einem pneumatischen Betätigungsventil 7 gesteuert, das hydropneumatischen Akkumulator 22, wenn dieser auf-

seinerseits Steuerräume 8 und 9 besitzt Der Eingang 10 geladen werden muß. Dabei ist der Hydraulikraum 30c

des Betätigungsventils 7 steht mit einer Druckgasquelle 20 des Druckübersetzers 30 über ein Rückschlagventil 31

11 in Verbindung, und seine Ausgänge 12,13 sind mit mit dem Akkumulator 22 und über ein Rückschlagventil

den Pneumatikräumen 3,4 des Druckübersetzers 2 ver- 32 mit dem Ausgleichsbehälter 29 verbunden,

bunden. Der Druckübersetzer 30 besitzt einen pneumatischen

Die Ausgänge 5a, 6a der Hydraulikräume 5, 6 des Endschalter 33, dessen Eingang an die Druckgasquelle Druckübersetzers 2 wirken über eine Rückschlagventil- 25 11 angeschlossen ist Er wird betätigt von einer Stange

brücke 17 auf eine hydraulische Druckleitung 14 und 30c/, welche sich zusammen mit der Kolbeneinheit des

eine hydraulische Rücklaufleitung 15, die über eine Druckübersetzers 30 bewegt Der Ausgang des End-

Steuereinrichtung 16 das Stellorgan 1 beaufschlagen. schalters 33 wirkt auf einen Steuerraum 34b eines Betä- Die Brücke 17 besteht aus hydraulischen Rückschlag- tigungsventils 34, dessen anderer Steuerraum 34 an ein

ventilen 17a, 176, 17c, 17<i und ihre diagonalen An- 30 weiteres pneumatisches Trennventil 35 mit ODER-

schlüsse sind über Leitungsabschnitte 18, 19 mit den Funktion angeschlossen ist, dessen Eingänge mit den

Ausgängen 5a, 6a des Druckübersetzers 2 verbunden. Ausgängen 26a, 27a der pneumatischen Endschalter 26, Diese Leitungsabschnitte 18,19 der hydraulischen Lei- 27 des Druckübersetzers 2 verbunden sind,

tungen 14,15 sind abhängig von der Bewegungsrichtung Der Pneumatikraum 30a des Druckübersetzers 30 ist

>■' der Kolbeneinheit des Druckübersetzers 2, abwech- 35 über ein Zeitrelais 36 und ein parallel zu diesem geschal-

• selnd Druck-bzw. Rücklaufabschnitte, während die Lei- tetes pneumatisches Rückschlagventil 37 mit einem

ta tungen 14, 15 hinter der Brücke 17 in jeweils gleicher Ausgang des Betätigungsventils 34 verbunden. Der

Richtung durchströmt sind, nämlich die Druckleitung 14 pneumatische Stangenraum 306 des Druckübersetzers

zur Steuereinrichtung 16 hin und die Rücklaufleitung 15 30 steht unmittelbar mit dem anderen Ausgang dieses

von dieser weg. 40 Betätigungsventils 34 in Verbindung. Sein Eingang ist an

An die Hydraulikräume 5,6 des Druckübersetzers 2 die Druckgasquelle 11 angeschlossen,

sind außerdem entsperrbare Rückschlagventile 20, 21 Der Druckübersetzer 30 ist so gewählt, daß der von

angeschlossen. Diese haben Ausgänge 20a, 21a und ihm erzeugte hydraulische Druck den vom hydropneu-

Steuerräume 206,216. Dabeisteht der Steuerraum 206 matischen Druckübersetzer 2 erzeugten Druck über-

des entsperrbaren Rückschlagventils 20 mit dem Lei- 45 trifft wodurch die Druckerhaltung des Verstärkers auf

tungsabschnitt 19 und der Steuerraum 206 des entsperr- einem ausreichenden Pegel gesichert wird.

t baren Rückschlagventils 21 mit dem Leitungsabschnitt Die Arbeitsweise des beschriebenen Verstärkers ist

18 in Verbindung. Die entsperrbaren Rückschlagventile wie folgt:

■, 20, 21 gewährleisten zuverlässig die abwechselnde Fül- Beim Einschalten verschiebt sich der Kolben des lung der Hydraulikräume 5, 6 des Druckübersetzers 2 50 Druckübersetzers 2 zweiseitiger Wirkung auf diese während der jeweiligen Saugtakte derselben. oder jene Seite. Das Druckmittel wird aus dem sich Ein hydropneumatischer Akkumulator 22 dient zur verkleinernden Hydraulikraum 5 bzw. 6 durch das Zufuhr des Druckmittels zum Stellorgan 1 in den Zeit- Rückschlagventil 17a bzw. 176 der Brücke 17 in die punkten der Umsteuerung des Druckübersetzers Z Er Druckleitung 14 und danach durch die Steuereinrichist über ein hydraulisches entsperrbares Rückschlagven- 55 tung 16 zum Stellorgan 1 gefördert Das gleichzeitig t til 23 und ein hydraulisches Druckminderventil 24 an die zurückfließende Druckmittel gelangt über die Steuer- { hydraulische Druckleitung 14 angeschlossen. Das ent- einrichtung 16 und eines der hydraulischen Rückschlagsperrbare Rückschlagventil 23 ist mit seinem Eingang ventile Md bzw. 17c der Brücke 17 in den sich vergrö-23a an den Ausgang des hydropneumatischen Akkumu- Bernden Hydraulikraum 5 bzw. 6 des Druckübersetzers lators 22 und mit seinem Ausgang an den Eingang des eo 2.

Druckminderventils 24 angeschlossen. Der Steuerhohl- Der Ausgleich der Volumendifferenz des Druckmitraum 236 des Rückschlagventils 23 steht mit dem Aus- teis, welches in die Druckleitung 14 gefördert und durch gang eines pneumatischen Trennventils 25 mit ODER- dit Rücklaufleitung 15 zurückströmt, erfolgt mittels des Funktion in Verbindung. Ausgleichsbehälters 29 über die entsperrbaren Rück-Die Steuerräume 8,9 des pneumatischen Betätigungs- es schlagventile 20, 21. Dabei wird im Ausgleichsbehälter ventils 7 des Drucküberscizers 2 sind beherrscht von 29 über das pneumatische Reduzierventil 28 ein be-Vorsteuerventilen in Form von pneumatischen End- stimmter Überdruck aufrechterhalten,
schaltern 26,27, deren Ausgänge 26a, 27a mit den Steu- Nähert sich der Kolben des Druckübersetzers 2 ei-

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nem der Totpunkte, so spricht dieser oder jener pneumatische Endschalter 26 bzw. 27 an, was die Umschaltung des Betätigungsventils 7 und folglich die Umsteue- ^: rung des Druckübersetzers 2 bewirkt

Den Ausgleich des bei der Umsteuerung des Druck-Übersetzers 2 entstehenden zeitweiligen Ausbleibens an Druck und Durchfluß in der hydraulischen Druckleitung 14 liefert der hydropneumatische Akkumulator 22 über das im Moment der Umsteuerung des Betätigungsventils 7 entsperrten Rückschlagventil 23. Wenn nach erfolgter Umsteuerung das Drucksignal vom Ausgang 26a bzw. 27a des Endschalters 26 bzw. 27 wieder verschwindet und dadurch auch das Rückschlagventil 23 wieder sperrt, beginnt der Druckübersetzer 30 einseitiger Wirkung unter dem Druck der Preßluft, die durch das Betatigungsventil 34 und das Zeitrelais 36 in seinen Pneumatikraum 30a strömt, den hydropneumatischen Akkumulator 22 zu laden, so daß er zur nächsten Umsteuerung ; des Druckübersetzers 2 zweiseitiger Wirkung vorbereitet ist

Wenn der einseitig wirkende Druckübersetzer 30 seine Endstellung erreicht, spricht der pneumatische Endschalter 33 an, der die Umsteuerung des Betätigungsventils 34 bewirkt, so daß der Rückhub des Kolbens des Druckübersetzers 30 in die Ausgangsstellung erfolgt

Dabei füllt sich der Hydraulikraum 30c des Drucküber- [

setzers 30 aus dem Ausgleichsbehälter 29 über das Rückschlagventil 3Z

Die Luft aus dem Pneumatikraum 30a des einfachwirkenden Druckübersetzers 30 wird dabei durch das pneumatische Rückschlagventil 37 abgelassen. Wegen des vom einfachwirkenden Druckübersetzer 30 erzeugten, im Vergleich zum Druck des doppeltwirkenden Druckübersetzers 2 höheren Drucks bleibt ein bestimmter Oberdruck im hydropneumatischen Akkumulator 22 aufrechterhalten. Das Druckminderventil 24 ist dabei auf den Arbeitsdruck in der Druckleitung 14 eingestellt

Das Drucksignal vor dem Endschalter 26 bzw. 27 beaufschlagt gleichzeitig über das weitere Trennventil 35 mit ODER-Funktion den einen pneumatischen Steuerraum 34a des Betätigungsventils 34, so daß dieses in die Stellung umgeschaltet wird, in der der Pneumatikraum 30a des einfachwirkenden Druckübersetzers 30 beaufschlagt wird, wobei dies mit einer Zeitverzögerung geschieht die durch die Einstellung des Zeitrelais 36 vorgegeben wird. Diese Zeitverzögerung soll die Umsteuerzeit des doppeltwirkenden Druckübersetzers 2 etwas übertreffen. Nach Abschluß der Umsteuerung des Betätigungsventils 7 geht wenn auch die Kolbeneinheit des · Druckübersetzers 2 sich aus ihrer Totpunktlage wieder herausbewegt hat_; der pneumatische Endschalter 26 bzw. 27 wieder in seine Sperrstellung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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Claims

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2. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

Patentansprüche: zeichnet, daß der vom einseitig wirkenden Druckübersetzer (30) erzeugte hydraulische Druck größer

!.Verstärker ist als derjenige des doppeltwirkenden Drucküber-

5 setzers (2).

a) mit zwei hydropneumatischen Druckübersetzern (2, 30) für den Druckmitteldruck einer

druckmittelbetriebenen Stelleinrichtung,

b) mit jedem Druckübersetzer (2,30) zugeordneten Betätigungsventilen (7,34), deren Ausgänge ίο Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Verjeweils mit den Pneumatikräumen (3, 4; 30a, stärker mit zwei hydropneumatischen Drucküberset-306) des zugeordneten Druckübersetzers (2,30) zern zur Erzeugung des Druckmitteldrucks einer druckverbunden sind und deren eine Eingang an eine mittelbetriebenen Stelleinrichtung nach dem Oberbe-Druckgasquelle (11) angeschlossen und deren griff des Patentanspruchs 1. Ein solcher Verstärker ist andere Eingang mit der Atmosphäre in Verbin- 15 aus der DE-OS 25 38 870 bekannt

dung steht, Die Anwendungsmöglichkeiten solcher Verstärker

c) mit einem Stellorgan (1), das an eine Drucklei- liegen auf Gebieten wie die Antriebe von I ndustrierobotung (14) und eine Rücklaufleitung (15) ange- tern, Werkzeugmaschinen, Schweißmaschinen oder schlossen ist, die ihrerseits mit den Hydraulik- Werkzeugmaschinen für die spanlose Formung; ebenso räumen des einen doppeltwirkenden Druck- 20 auch die Antriebe von Servolenkungen oder ähnliche.
Übersetzers (2) über eine Steuereinrichtung (16) Bei dem bekannten Verstärker sind die beiden hydroin Verbindung stehen, pneumatischen Druckübersetzer solche von zweiseiti-

d) mit Vorsteuerventilen zur Beaufschlagung der ger Wirkung und werden in einer Parallelschaltung be-Steuerräume der jeweils zugeordneten Betäti- trieben, wobei durch die besondere Ausbildung der Umgungsventile (7, 34), die eingangsseitig an die 25 Steuerung dieser beiden Druckübersetzer eine solche Druckgasquelle (11) angeschlossen sind, Phasenverschiebung zwischen ihnen angestrebt wird,

e) und mit einem Ausgleichsbehälter (29), der über daß in dem Zeitpunkt, in dem sich der Kolben des einen ein pneumatisches Reduzierventil (28) an die von ihnen in einer Endlage befindet und deshalb sein Druckgasquelle (11) angeschlossen und mit ei- Förderstrom kurzzeitig ausbleibt, der Kolben des andenem der Hydraulikräume (3OqJ eines der Druck- 30 ren einen Hub ausführt und mithin Flüssigkeit in die Übersetzer (30) verbunden ist, Druckleitung fördert.

, . „·„«,„.» Als Nachteil dieser Ausbildung kann der große appa-

dadurchgekennzeichnet, _{rative Aufwand derse}iben angesehen werden. Die bei-

f) daß der Ausgleichsbehälter über ein Rück- den baugleichen hydropneumatischen Druckübersetzer schlagventil (32) an den Hydraulikraum (30c) 35 sowie die zu ihrer Steuerung vorhandenen Vorsteuerdes einen einseitig wirkenden Drucküberset- und Hilfsventile ergeben zusammen eine schwere, voluzers (30) angeschlossen ist, wobei dieser Hy- minöse und ziemlich komplizierte Konstruktion,
draulikraum (30c) über ein weiteres Rück- Hinzu kommt, daß die pneumatische Steuerung des schlagventil (31) an einen hydropneumatischen einen Druckübersetzers der bekannten Ausbildung in Akkumulator (22) angeschlossen ist, der über 40 Abhängigkeit von der Bewegung des anderen Druckein entsperrbares Rückschlagventil (23) mit der übersetzen nicht frei von der Gefahr fehlerhafter Si-Druckleitung (14) verbunden ist, g) daß die Vor- gnale ist Bei der bekannten Ausbildung sind an besteuerventile von den Druckübersetzern (2,30) stimmten Stellen der Zylinderwand jedes Dnucküberbetätigte Endschalter (26,27,34) sind, setzers mehrere bezüglich ihrer Druckbeaufschlagung

h) daß die Ausgänge (26a, 27a) der dem doppelt 45 von der Kolbenstellung abhängige Anschlüsse vorgese-

wirkenden Druckübersetzer (2) zugeordneten hen, die auf ein Zwischenventil und ein diesem nachge-

Endschalter (26, 27) zu den Eingängen eines schaltetes Vorsteuerventil wirken, welches seinerseits

pneumatischen Trennventils (25) mit ODER- das Betätigungsventil des jeweils anderen Dniicküber-

Funktion führen, dessen Ausgang auf den Steu- setzers steuert In diesem Steuersystem kann es auf-

erraum(23i>_>)desentsperrbaren,indervom Ak- 50 grund verzögerten Druckabfalls in bestimmten Steuer-

kumulator (22) zur Druckleitung (14) führenden räumen zu nicht rechtzeitigen Auslösungen oder auch

Leitung (23a) angeordneten Rückschlagventils zu wesentlichen Druckschwankungen in der Haupt-

(23) wirkt, druckleitung kommen. Auch kann der Fall eintreten,

i) daß der eine Pneumatikraum (30a) des einseitig daß die Kolben der Druckübersetzer keine vollen Hübe

wirkenden Druckübersetzers (30) über eine 55 ausführen und Umschaltungen zu früh erfolgen, was die

Parallelschaltung aus einem Zeitrelais (36) und Leistung der Anlage sowie ihre Lebensdauer beein-

einem Rückschlagventil (37) mit einem der Aus- trächtigt.

gänge des zugehörigen Betätigungsventils (34) Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der

verbunden ist und vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen

k) daß der eine Steuerraum (34a,) des dem einseitig 60 kompakten Verstärker mit hydropneumatischen Druckwirkenden Druckübersetzers (30)zugeordneten Übersetzern zu schaffen, der bei geringem Bauaufwand Betätigungsventils (34) an den Ausgang eines und Gewicht seine Leistung in zuverlässig ablaufenden weiteren pneumatischen Trennventils (35) mit Betriebstakten erbringt.

ODER-Funktion angeschlossen ist, wobei die Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch

Eingänge des Trennventils (35) mit den Ausgän- 65 die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 an-

gen (26a, 27a) der Endschalter (26, 27) des dop- gegebenen Merkmale. Eine zweckmäßige Ausgestal-

peltwirkenden Druckübersetzers (2) verbunden tung ist im Anspruch 2 angegeben. Durch die Krfindung

sind. ergeben sich kontinuierliche Betriebsvcrhälmisse, da