DE3104704A1

DE3104704A1 - Servo arrangement

Info

Publication number: DE3104704A1
Application number: DE19813104704
Authority: DE
Inventors: Per Henrik Gösta 59030 Borensberg Nyström
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-02-10
Filing date: 1981-02-10
Publication date: 1982-08-26
Anticipated expiration: 2001-02-11
Also published as: DE3104704C2

Abstract

Pulse-modulated servo arrangement with solenoid-actuated ON/OFF control valves which control the fluid quantity in two chambers with variable volume of a two-way piston/cylinder unit, the limitation in the accuracy on account of the inertia of the valves being eliminated by both chambers being influenced in opposite directions. <IMAGE>

Description

Servovorrichtung Servo device

Die Erfindung betrifft eine Servovorrichtung mit einer fluidbetätigten Zweiwegkolbenzylindereinheit und zwei EIN-AUS-Schaltventilen zum Steuern der Zuführung des Fluides zu der Kolbenzylindereinheit, wobei jedes Ventil impulsgesteuert und zwischen einer Hochdruckquelle und einem Niederdruckvorratsbehälter für das Fluid angeordnet ist,und zwei Leitangen zum Zuführen des Fluides zur Kolbenzylindereinheit,die von einem Fluidverbindungspunkt zwischen der Hochdruckquelle und den Ventilen abzweigen.The invention relates to a servo device with a fluid-operated one Two-way piston cylinder unit and two ON-OFF switching valves to control the feed of the fluid to the piston-cylinder unit, each valve being pulse-controlled and between a high pressure source and a low pressure reservoir for the fluid is arranged, and two guide rods for supplying the fluid to the piston-cylinder unit, the branch off from a fluid connection point between the high pressure source and the valves.

Bei einer derartigen bekannten Servovorrichtung führt die Zeitverzögerung der EIN-AUS-Schaltventile zu Schwierigkeiten, die dadurch überwunden werden können, daß in Reihe geschaltete Ventile in den Fluidleitungen verwandt werden, die beispielsweise durch Phasenmodulation so gesteuert werden, daß sie teilweise einander überlappen.In such a known servo device, the time delay leads the ON-OFF switching valves to difficulties that can be overcome by that valves connected in series are used in the fluid lines, for example controlled by phase modulation so that they partially overlap each other.

Durch die Erfindung soll eine Servovorrichtung geschaffen werden, die genau und zuverlässig arbeitet und eine möglichst kleine Anzahl von Ventilen und elektronischen Zusatzeinrichtungen benötigt.The invention is intended to create a servo device, which works precisely and reliably and the smallest possible number of valves and additional electronic devices are required.

Die erfindungsgemäße Servovorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß jede Leitung zum Zuführen des Fluides zur Kolbenzylindereinheit hinter einer Drosselstelle abzweigt, und daß jedes Ventil über ein separates Verstärkerausgangssignal einer gemeinsamen Steuerschaltung gesteuert wird.The servo device according to the invention is characterized in that each line for supplying the fluid to the piston-cylinder unit behind a throttle point branches off, and that each valve has a separate amplifier output signal common control circuit is controlled.

Dadurch wird erreicht, daß die Kolbenzylindereinheit fortlaufend durch Impulsketten in beiden Richtungen beeinflußt werden kann. Es wird nicht nur erreicht, daß die Zeitverzögerung der Ventile ausgeschaltet wird, sondern daß die Servovorrichtung auch reibungsfrei arbeitet und immer genau reagiert.This ensures that the piston-cylinder unit continuously through Impulse chains affected in both directions can be. It will not only achieved that the time delay of the valves is switched off, but that the servo device also works smoothly and always reacts precisely.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.Preferred exemplary embodiments are described below with reference to the accompanying drawings the invention explained in more detail.

Es zeigen: Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Servovorrichtung, Fig. 2 eine Ventilsteuerimpulskette, Fig. 3 eine entsprechende Impulskette der Arbeit des Ventiles, und Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Servovorrichtung.1 shows an exemplary embodiment of the servo device according to the invention, FIG. 2 shows a valve control pulse train, FIG. 3 shows a corresponding pulse train of the work of the valve, and FIG. 4 shows a further embodiment of the invention Servo device.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind vier solenoidgesteuerte Ventile 1 bis 4 vorgesehen, die alle in ihren Äusschaltstellungen dargestellt sind. Die Ventile 1 und 3 bilden ein Ventilpaar, das in Reihe zwischen eine Hochdruckquelle, die als Leitung 5 dargestellt ist, und einen Niederdruckvorratsbehälter 6 für ein Fluid geschaltet sind. Das Fluid ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel Öl, kann jedoch auch beispielsweise Druckluft sein. Der Druck wird über eine Pumpe 7 geliefert.In the embodiment of the invention shown in FIG four solenoid-controlled valves 1 to 4 are provided, all of which are in their external positions are shown. The valves 1 and 3 form a pair of valves in series between a high pressure source, shown as line 5, and a low pressure reservoir 6 are switched for a fluid. The fluid is in the illustrated embodiment Oil, but can also be compressed air, for example. The pressure is via a pump 7 delivered.

Die Ventile 1 und 3 stehen über eine Leitung 8 miteinander in Verbindung, von der eine Leitung 9 abzweigt, die mit einer ersten Kammer 10 mit veränclerlichen Volumen einer Zweiwegkolbenzylindereinheit l1 verbunden ist. Die olenzylindereinheit 11 umfaßt einen Kolben 12, der fest mit einer Kolbenstange 13 verbunden ist. Eine zweite Kammer 14 mit veränderlichem Volumen ist über eine Leitung 15 mit einer Leitung 16 verbunden, die die Ventile 2 und 4 verbindet.The valves 1 and 3 are connected to one another via a line 8, from which a line 9 branches off, which with a first chamber 10 with changeable Volume of a two-way piston cylinder unit l1 is connected. The oil cylinder unit 11 comprises a piston 12 which is fixedly connected to a piston rod 13. One second chamber 14 with variable volume is via a pipe 15 connected to a line 16 which connects the valves 2 and 4.

Die axiale Stellung der Kolbenstange 13 beeinflußt einen Stellungsanzeiger 17, der über eine elektrische Leitung 18 einer Steuerschaltung 19 ein Signal liefert. In der Steuerschaltung 19 wird das vom Anzeiger 17 erhaltene Signal mit einem Steuersignal verglichen, das über eine elektrische Leitung 20 anliegt und einer gewünschten Axialstellung der Kolbenstange 13 entspricht. Die Steuerschaltung 19 gibt zwei Impulsketten - eine über eine Leitung 21 für die Solenoide der Ventile 1 und 4 und eine weitere über eine Leitung 22 für die Solenoide der Ventile 2 und 3 - aus.The axial position of the piston rod 13 influences a position indicator 17, which supplies a signal to a control circuit 19 via an electrical line 18. In the control circuit 19, the signal received from the indicator 17 is combined with a control signal compared, which is applied via an electrical line 20 and a desired axial position the piston rod 13 corresponds. The control circuit 19 gives two pulse trains - one via a line 21 for the solenoids of valves 1 and 4 and another via a line 22 for the solenoids of valves 2 and 3 - out.

Jede Impulskette hat die in Fig. 2 dargestellte Form. In Fig. 2 ist die Spannung V als Funktion der Zeit t aufgetragen. Während gleicher Zeitintervalle T ist während eines Teils t1 jedes Zeitintervalls die Spannung gleich v1, wäE1-rend sie während des übrigen Teils des Zeitintervalls, d.h.Each pulse train has the form shown in FIG. In Fig. 2 is the voltage V plotted as a function of time t. During the same time intervals T, during a portion t1 of each time interval, the voltage is equal to v1, during which time they during the remainder of the time interval, i.e.

während der Zeit T-t1, gleich Null ist. Ein solencidbetätigtes Ventil, das durch die Impulskette von Fig. 2 beeinflußt wird, wird Öffnungs- und Schließbewegungen in der in Fig. 3 dargestellten Weise ausführen. In Fig. 3 ist die Bewegungsstrecke des Ventils mit S bezeichnet, wobei ein vollständig geöffnetes Ventil nach einer Bewegungsstrecke s1 erhalten wird. Es ist ersichtlich, daß aufgrund des Widerstandes und der Trägheit eines solenoidgesteuerten Ventiles eine vollständige Öffnung davon abhängen wird, daß ein bestimmtes Verhältnis zwischen t1 und T erhalten wird.during time T-t1, is zero. A solenoid operated valve which is influenced by the pulse train of Fig. 2 will be opening and closing movements perform in the manner shown in FIG. In Fig. 3 is the travel distance of the valve denoted by S, with a fully open valve after a Movement distance s1 is obtained. It can be seen that due to the resistance and the inertia of a solenoid controlled valve fully open it will depend that a certain ratio between t1 and T is obtained.

Die in Fig. 1 dargestellte Servovorrichtung wird in beide Richtungen, nämlich in eine Richtung durch die Impulse über die Leitung 21 und in die andere Richtung durch die Impulse über die Leitung 22 beeinflußt. Die Funktion der Servovorrichtung wird daher durch den Unterschied in der Impulsbreite t1 der beiden Impulsketten und nicht durch die tatsächliche Impulsbreite bestimmt. Da der Kolben 11 immer in beide Richtungen beeinflußt wird, wird die Reibung in der Kolbenzylindereinheit ausgeschaltet. Das einfachste System wird dieselbe Frequenz 1 in beiden Impulsketten, d.h. in der Impulskette, T die über die elektrische Leitung 21 geht, und in der Impulskette, die über die elektrische Leitung 22 geht, verwenden.The servo device shown in Fig. 1 is in both directions, namely in one direction by the pulses on line 21 and in the other Direction influenced by the pulses on line 22. The function of the servo device is therefore due to the difference in pulse width t1 of the two Pulse chains and not determined by the actual pulse width. Because the piston 11 is always influenced in both directions, the friction in the piston-cylinder unit switched off. The simplest system will have the same frequency 1 in both pulse trains, i.e. in the pulse train T which goes over the electrical line 21 and in the Use the pulse train that goes over the electrical line 22.

Die Impulse können abwechselnd über die beiden elektrischen Leitungen gehen.The pulses can alternate via the two electrical lines walk.

Das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel darin, daß die Ventile 1 und 2 durch Drosselstellen 101 und 102 ersetzt sind, die in Reihe mit Rückschlagventilen 103 und 104 geschaltet sind.The embodiment shown in Fig. 4 differs of the embodiment shown in Fig. 1 in that the valves 1 and 2 are replaced by throttling points 101 and 102 in series with check valves 103 and 104 are connected.

Dieses Ausführungsbeispiel ist bei der Herstellung mit geringe ren Kosten verbunden, arbeitet jedoch etwas langsamer. Bei vi& len Anwendungszwecken hat die langsamere Arbeitsweise keine Bedeutung. Die Rückschlagventile sind für die Funktion der Ser vovorrichtung nicht notwendig, machen es jedoch möglich, die Vorrichtung in irgendeiner Stellung durch ein Schließen der Ventile 3 und 4 verriegelt zu halten.This embodiment is in the production with low ren Costly, but works a little slower. For many purposes the slower way of working is irrelevant. The check valves are for the function of the servo device is not necessary, but makes it possible to use the Device locked in any position by closing valves 3 and 4 to keep.

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Claims

Servo device PATENT CLAIMS Servo device with a fluid operated Two-way piston cylinder unit and two ON-OFF switching valves to control the feed of the fluid to the piston-cylinder unit, each valve being pulse-controlled and between a high pressure source and a low pressure reservoir for the fluid is arranged, and two lines for supplying the fluid to the piston-cylinder unit, which from branch off a fluid connection pump between the high pressure source and the valves.

it is not indicated that every line is used for feeding of the fluid to the piston-cylinder unit branches off behind a throttle point, and that each valve via a separate amplifier output signal of a common control circuit is controlled.

2. ' Servo device according to Claim 1, characterized in that Check valves are connected in series with the throttling points.

3. Servo device according to claim 1, characterized in that the Throttling points consist of ON-OFF switching valves.

4. Servo device according to claim 3, characterized in that a Valve upstream of the branch point of a line to the piston-cylinder unit and the valve downstream of the branch point of the other line to the piston-cylinder unit a common amplifier connected to a first output for synchronous control are, and that the other two valves with a second output of the common Amplifier are connected.