DE3229945C2 - Vorrichtung zur Anzeige des Kolbenhubes bei einem hydraulischen Zylinder - Google Patents
Vorrichtung zur Anzeige des Kolbenhubes bei einem hydraulischen ZylinderInfo
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- F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
- F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
- F15B15/28—Means for indicating the position, e.g. end of stroke
- F15B15/2815—Position sensing, i.e. means for continuous measurement of position, e.g. LVDT
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Abstract
Bei einer Vorrichtung zur Wegerfassung eines Kolbens wird das mit dem Kolben verbundene und auf einer innen im Zylinder angeordneten Seiltrommel aufgewickelte Seil von einer kleinen Hydromaschine straffgehalten. Die Hydromaschine ist an die zu dem Zylinder führenden Druckmittelleitungen über ein Druckregelventil angeschlossen und arbeitet als Pumpe bzw. als Motor.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Anzeige des Kolbenhubes bei einem hydraulischen Zylinder mit
den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Es sind mehrere Wegmeßsysteme für Hydraulikzylinder
bekannt, die innerhalb des Zylinders eingebaut werden können. Es handelt sich dabei um induktive Systeme
mit Tauchanker oder um Ultraschallmeßeinrichtungen zur Messung des vom Kolben zurückgelegten
Hubes mittels der Laufzeit eines Ultraschallsignals. Solche Wegmeßsysteme bedingen erhebliche bauliche Veränderungen,
da beispielsweise die Kolbenstange für den Tauchanker durchbohrt werden muß, und erfordern in
jedem Fall elektrische Zusatzgeräte für die Erzeugung der Meßspannung. Soll jedoch der Kolbenhub auf mechanische
Weise erfaßt werden, so stellt sich für viele Anwendungszwecke das Problem, daß alle außerhalb
des hydraulischen Zylinders vorgesehenen Einrichtungen zur Wegerfassung vor Beschädigungen durch
Fremdeinwirkung und gegen Korrosion bei Außenanlagen geschützt werden müssen. Es ist daher erforderlich,
die außen am Zylinder liegenden Teile zu kapseln. Dies führt zu erheblichen Mehraufwendungen.
Dies ist auch bei einer bekannten Anzeigevorrichtung der Fall (DE-OS 23 44 143), bei der die Längsbewegung
des Kolbens über eine Stellmutter in eine Drehung einer in einer Bohrung der Kolbenstange gelagerten Spindel
umgewandelt wird und eine die Spindel durch den Zylinderabschlußdeckel hindurch verlängerte Achswelle außerhalb
des Zylinders mit einer Anzeigevorrichtung gekuppelt ist. Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe
besteht deshalb darin, die Vorrichtung der e'ngangs
ίο geschilderten Art so auszubilden, daß mit geringem baulichen
Aufwand eine robuste und zuverlässige Einheit geschaffen wird, die insbesondere gegen Korrosion geschützt
ist
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen
Merkmale gelöst
Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat erhebliche Vorteile insofern, als die Trommel zur Aufnahme des
Drahtseils im Zylinder selbst eingebaut ist und daß au-Ben am Zylinder eine kleine Hydromaschine befestigt
ist, welche die Seiltrommel stets mit einem geringen Drehmoment beaufschlagt Dadurch wird das Seil, das
an einem Ende mit dem Kolben des hydraulischen Zylinders verbunden ist, in beiden Bewegungsrichtungen des
Kolbens stramm gehalten. Außerhalb des Zylinders befinden sich somit nur die Hydromaschine und die mit
dem zweiten Weller^ende der Hvdromaschine gekuppelte
elektrische Einrichtung, insbesondere ein Drehmelder oder auch ein Getriebeendschalter usw. Abgesehen
von der einfachen Bauweise und dem hervorragenden Schutz gegen Korrosion und gegen Außeneinwirkung,
ist die Vorrichtung hydraulisch durch die angeflanschte Hydromaschine gegen die Umgebung vollkommen
abgedichtet Etwaiges aus dem Zylinder in die Hydromaschine austretendes Lecköl wird durch die bei
jeder Hydromaschine ohnehin vorgesehenen Leckölleitung abgeführt. Die Hydromaschine kann beispieisweise
ein Zahnradmotor bzw. eine Zahnradpumpe sein.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere für den Stahiwasserbau geeignet, aiso beispieisweise bei
Zylindern zur Betätigung von Schleusen und Wehren. Hier sind die vorteilhaften Eigenschaften, wie vollständige
Kapselung, robuster Aufbau, Korrosionsschutz und Unempfindlichkeit in besonderem Maße wesentlich.
Die in den Patentansprüchen 2 und 3 angeführten Merkmaie vermitteln eine besonders einfache Ansteuerung»
der Hydromaschine, die über das Druckregelventil an die ohnehin für die Betätigung des hydraulischen
Zylinders vorgesehenen Druckmittelleitungen angeschlossen ist.
Im Anspruch 4 ist eine besonders vorteilhafte Ausführungsform
der Einheit gekennzeichnet, die es ermöglicht, die erfindungsgemäße Vorrichtung für ganz normale
Zylinder sowohl der Rundbauart als auch der Bauart mit Zugankern zu verwenden, ohne daß sich bauliche
Veränderungen ergeben.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Hubanzeige des Kolbens eines doppelt wirkenden
Zylinders,
F i g. 2 eine schematische Darstellung der Vorrichtung zur Hubanzeige des Kolbens bei einem einfach
wirkenden Zylinder und
F i g. 3 einer. Schnitt durch ein Zylinderende, an dem
die Vorrichtung eingebaut ist.
In Fig. 1 ist schematisch ein hydraulischer Zylinder
3
10 dargestellt, bei dem der Hub des Kolbens 11 ange- und der zum Tank führenden Leitung 33. Die von der
zeigt werden soll. Die beiden Zylinderräume 12 bzw. 13 Pumpe geförderte Flüssigkeit kann nun über diese Versind
in der üblichen Weise über die Leitungen !4 und 15 bindung zum Tank fließen. Die Nachsaugung für die
wahlweise mit einer Druckmittelquelle bzw. mit dem Hydropumpe erfolgt unmittelbar aus der Niederdruck-Tank
verbunden. Der hydraulische Zylinder 10 ist dop- 5 leitung oder dem Niederdruckraum 12 des Zylinders,
peltwirkend. In Fig.3 ist ein Schnitt durch die Vorrichtung ge-
Ein am Kolben 11 befestigtes Drahtseil 16 ist um eine zeigt, wie sie am Ende des Zylinders 10 eingebaut ist. Es
drehbar im Zylinder 10 gelagerte Trommel 17 geführt, handelt sich dabei um einen üblichen Zylinder, bei dem
die mit einer kleinen Hydromaschine 20, beispielsweise auf das Zylinderrohr 35 ein Ring 36 aufgeschraubt ist.
einer Zahnradmaschine, gekuppelt ist. Das freie Rillen- ι ο Dieser Ring 36 dient zum Befestigen von Schrauben,
ende der Hydromaschine 20 ist mit einer elektrischen von denen nur eine Schraube 37 dargestellt ist, welche
Anzeigevorrichtung, beispielsweise einem Drehmelder den Zylinderboden 38 verankern, der mit einer Öffnung
21, gekuppelt. 39 zum Anschluß der Leitung 14 versehen ist.
Die Aufgabe der Hydromaschine besteht darin, in Erfindungsgemäß ist zwischen dem Zylinderboden
beiden Bewegungsrichtungen des Kolbens 11 das Seil 15 und dem Ring 36 ein hülsenförmiges Distanzstück
16 stramm zu halten. Um die Hydromaschine mit redu- vorgesehen, das mittels der Schrauben 37 eingespannt
ziertem Druck zu beaufschlagen, ist ein Druckregelven- ist und ähnlich den Zylinderboden mit einem ringförmi-
til 22 vorgesehen, das arbeitsseitig über die Leitung 23 gen Ansatz 41 und einer Ringdichtung 42 versehen ist,
mit einem Anschluß der Hydromaschine 20 verbunden die eng auf die Innenwandung des Zylinderrohres
ist, deren anderer Anschluß über die Leitung 24 mit dem 20 passen. Die Seiltrommel 17 ist irJ ihren beidseitigen
Tank in Verbindung steht. Die Lecköiieitung der Hydro- Weiienenden in dem Distanzsiück 40 gelagert. An der
maschine 20 ist bei 25 angedeutet. Das Druckregelventil Außenseite des Distanzstückes 40 ist der Hydromotor
22 wird über ein Wechselventil 26 jeweils r.n die den 20 sowie die elektrische Hubanzeige der Vorrichtung
Hochdruck führende Leitung 14 bzw. 15 angeschlossen. angeflanscht. Bei dieser Bauweise ist es möglich, das
Führt also die Leitung 14 den Hochdruck, um den KoI- 25 Distanzstück 40 mit der vollständigen Wegmesservorben
11 zu senken, so schaltet das Wechselventil 26 den richtung im Zylinder der bekannten Bauweise einzubau-Hochdruck
an das Druckregelventil 22. en, wobei nur längere Schrauben 37 erforderlich sind.
Am Druckregelventil ist ein verhältnismäßig geringer
Druck eingestellt. Mit diesem geringen Druck wird die Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Hydromaschine 20 beaufschlagt, die somit als Motor 30
wirkt und ein geringes Drehmoment abgibt. Wird der Zylinderraum 13 zum Heben des Kolbens 11 mit Druckmittet
beaufschlagt, so reicht das an der Trommel 17 wirkende Drehmoment aus, um das Seil stramm auf die
Trommel zu wickeln. Beim Senken des Kolbens 11 dagegen wird das Sei! 16 von der Trommel abgezogen und
diese durch das Drehmoment gebremst.
In F i g. 2 ist ein einfach wirkender hydraulischer Zylinder dargestellt, bei dem die in den Zylinderraum 13
führende Leitung 15 über ein nicht dargestelltes Wegeventil mit der Druckmitteiquelle verbindbar ist, während
der Zylinderraum 12 über die Leitung 14 mit Niederdruck
beaufschlagt ist. Abweichend von der Ausführung in F i g. 1 ist der eine Anschluß der Hydromaschine
20 mit der Niederdruckleitung 14 und der andere An-Schluß über die Leitung 23 und das Druckregelventil 32
mit der Hochdruckleitung 15 verbunden. Außerdem weist das Druckregelveittil 32 einen Anschluß 33 zum
Tank auf. Das ist auch bei F i g. 1 der Fall.
Beim Heben des Kolbens 11 durch Druckbeaufschlagung des Zylinderraums 13 über die Hochdruckleitung
15 wird die Hydromaschine mit einem geringen Druck beaufschlagt, der am Druckregelventil 32 eingestellt
wird. Dieses Drehmoment reicht aus, um beim Heben des Kolbens 11 das Seil 16 auf der Trommel 17 straff
aufzuwickeln. Die Hydromaschine arbeitet als Motor. Die aus der Hydromaschine 20 austretende Flüssigkeit
gelangt in die Niederdruckleitung 14.
Beim Senken des Kolbens 11 wird der Zylinderraum 13 druckentlastet und der Zylinderraum 12 über die Leitung
14 mit Niederdruck beaufschlagt. Da nun das Seil
16 von der Trommel abgewickelt wird, wird die Hydromaschine 20 angetrieben und arbeitet als Pumpe, die
Flüssigkeit aus der Niederdruckleitung 14 in die Leitung
23 fördert. Dadurch steigt der Druck in der Leitung 23 auf einen Wert an, der über den am Druckregelventil 32
eingestellten Druckwtri liegt. Damit öffnet die Verbindung
des Druckregelventils 32 zwischen der Leitung 23
Claims (4)
1. Vorrichtung zur Anzeige des Kolbenhubes bei einem hydraulischen Zylinder, wobei die Längsbewegung
des Kolbens in die Drehung einer am Zylinderende gelagerten Achswelle umgewandelt wird,
die mit einem außerhalb des Zylinders vorgesehenen Anzeigegerät in Drehverbindung steht, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kolben (11) über ein Seil (16) mit einer mit der Anzeigeeinrichtung (21)
gekuppelten Trommel (17) verbunden ist, und daß die Trommel mit einer Hydromaschine (20) zur Aufrechterhaltung
der Seilspannung angetrieben und gekuppelt ist, die über ein Druckregelventil (22, 32)
mit den beiden Zylinderräumen (12,13) des hydraulischen Zylinders in Verbindung bringbar ist
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 für einen doppeltwirkenden Zylinder, dadurch gekennzeichnet, daß
das arbeitsseitig an den ersten Anschluß der Hydromaschine
125) angeschlossene Druckregelventil (22) über ein Wechselventil (26) jeweils mit dem mit
Hochdruck beaufschlagten Zylinderraum (12, 13) und der zweite Anschluß der Hydromaschine (20)
mit dem Tank verbunden ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 für einen einfachwirkenden Zylinder, dadurch gekennzeichnet, daß
das arbeitsseitig an den ersten Anschluß der Hydromaschine (20) angeschlossene Druckregelventil (32)
in dem mit Hochdruck beaufschlagten Zylinderraum (13) und der zweite Anschluß der Hydromaschine
(20) mit dem mit Niederdruck beaufschlagten Zylinderraum (12) verbunden ist
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zv "sehen dem stirnseitigen
Ende des Zylinderrohres (35) und dem Zylinderboden (38) ein hülsenförmiges Distanzstück (40)
eingesetzt ist, das von den zur Befestigung des Zylinderbodens (38) vorgesehenen Zugankern (37) eingespannt
ist, in welchem die Seiltrommel (17) gelagert ist, und an dessen Außenseite die Hydromaschine
(20) mit der Anzeigeeinrichtung (21) angeflanscht ist.
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Publications (2)
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ID=6170647
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