DE3301916A1

DE3301916A1 - Device for the hydraulic transmission of a linear driving or actuating movement

Info

Publication number: DE3301916A1
Application number: DE19833301916
Authority: DE
Inventors: Gerd 5249 Hamm Rische; Karl Rische
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-01-21
Filing date: 1983-01-21
Publication date: 1984-07-26

Abstract

A device for the hydraulic transmission of a linear driving or actuating movement from a hydraulic driving unit (1) to a hydraulic working unit (2) consists of a double-acting piston-cylinder unit with, as driving unit (1), a piston rod (5) which introduces the movement and can be acted upon from the outside and of a double-acting piston-cylinder unit with, as working unit (2), a piston rod (6) which outputs the movement, the mutually corresponding working spaces (9, 10) of which piston-cylinder units, formed on both sides of the pistons (3, 4) are volumetrically connected to one another via two connecting lines (11, 12) to form a hydraulic circuit. In order to be able to accommodate the working unit (2) in the minimum space and to move the piston rod (6) of the working unit (2) into precisely predetermined positions without control elements and control lines, the piston rod (5) of the hydraulic driving unit (1) is assigned a rotating reversible drive (17) with a rotatable spindle (15) and a rotationally fixed nut (14). <IMAGE>

Description

158 Karl Rische, Wilhelm-Busch-Straße 2, 5249 Hamm/Sieg158 Karl Rische, Wilhelm-Busch-Strasse 2, 5249 Hamm / Sieg

Vorrichtung zur hydraulischen übertragung einer linearen Antriebs- oder Stell bewegungDevice for the hydraulic transmission of a linear drive or control movement

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur hydraulischen übertragung einer linearen Antriebsoder Stellbewegung von einer hydraulischen Antriebseinheit auf eine hydraulische Arbeitseinheit gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a device for the hydraulic transmission of a linear drive or actuating movement from a hydraulic drive unit to a hydraulic working unit according to the preamble of claim 1.

Bei Maschinen, beispielsweise Automaten, Manipulatoren, Robotern und dgl., mit einer doppelt wirkenden, hydraulischen, als Kolben-Zylinder-Aggregat ausgebildeten Arbeitseinheit ist es meistens erforderlich, daß die eine Antriebs- oder Stellbewegung ausführende, mit dem Kolben verbundene Kolbenstange stets gleich große, genau reproduzierbare Wegstrecken zumindest in einer axialen Richtung zurücklegt. Um dies zu erreichen, werden der Kolbenstange oder einem mit ihr verbundenen Antriebs- oder Stellglied Steuerelemente zugeordnet, über die die Zufuhr von flüssigem Druckmittel in die entsprechenden Arbeitsräume der Arbeitseinheit eingeleitet und/oder unterbrochen bzw. beendet wird. Insbesondere bei Maschinen mit kleiner Baugröße sind diese Steuerelemente meist nur schwierig und vielfach unter Beeinträchtigung der Arbeitssicherheit unterzubringen. Ein Umsetzen der Steuerelemente zur Veränderung des Anfanges, des Endes oder der Größe der von der Kolbenstange zurückzulegenden Wegstrecke kann oftmals nichtFor machines, e.g. automatic machines, manipulators, Robots and the like., With a double-acting, hydraulic, designed as a piston-cylinder unit Work unit, it is usually necessary that the one driving or adjusting movement executing, The piston rod connected to the piston always has the same, precisely reproducible travel distances, at least in travels in an axial direction. To achieve this, the piston rod or one connected to it Drive or actuator control elements assigned via which the supply of liquid pressure medium into the corresponding work rooms of the work unit initiated and / or is interrupted or terminated. These are particularly important for machines with a small size Controls mostly difficult and often under To accommodate impairment of occupational safety. A repositioning of the controls to change the beginning, the end or the size of the piston rod The distance to be covered often cannot

oder nicht befriedigend erfolgen, wobei das Unterbringen der erforderlichen Steuerleitungen mit zusätzlichen Schwierigkeiten verbunden ist.or not done satisfactorily, with accommodating the necessary control lines with additional Difficulties associated with it.

Aus der DE-PS 24 11 792 ist ein hydraulischer Antrieb . mit einer doppelt wirkenden, hydraulischen Antriebseinheit und einer doppelt wirkenden, hydraulischen Arbeitseinheit bekannt, bei dem die Antriebseinheit und die Arbeitseinheit über zwei Verbindungsleitungen zu einem Kreis geschaltet sind, volumetrisch arbeiten und von denen zumindest eine Einheit als Kolben-Zylinder-Aggregat ausgebildet ist. Ein solcher hydraulischer Antrieb kann z.B. benutzt werden, um die Bewegungen eines Steuerrades oder ähnlichem auf Räder, Ruder oder ähnlichem zu übertragen, wobei dann die Kolbenstange der Antriebseinheit mit dem Steuerrad· und die Kolbenstange der Arbeitseinheit mit dem Ruder verbunden ist.From DE-PS 24 11 792 is a hydraulic drive . with a double-acting, hydraulic drive unit and a double-acting, hydraulic drive unit Working unit known in which the drive unit and the working unit are connected to a circuit via two connecting lines, work volumetrically and of which at least one unit is a piston-cylinder unit is trained. Such a hydraulic drive can e.g. be used to control the movements a steering wheel or the like to be transferred to wheels, rudders or the like, in which case the piston rod the drive unit is connected to the steering wheel and the piston rod of the working unit is connected to the rudder.

Die DE — AS 16 25 109 offenbart ein hydraulisches Gestange mit einem Druckgeber und einem Druckempfänger, die je aus einem Zylinder mit zwei durch einen Kolben voneinander getrennten Arbeitskammern bestehen, wobei je eine Arbeitskammer des Druckgebers mit einer querschnittsgleichen Arbeitskammer des Druckempfängers und mit einer Druckmittelquell e ständig verbunden ist.. ■ Der Kolben des Druckgebers hat eine Kolbenstange, die mit einer nicht weiter offenbarten Vorrichtung zur Verschiebung dieses Kolbens von einer Endlage in dem Zylinder in seine andere Endlage dient. Die dem Kolben des Druckempfängers zugeordnete Kolbenstange kann mit einer nicht näher beschriebenen Vorrichtung zusammenarbeiten, die durch das hydraulische Gestänge betätigt wird. Hierbei kann es sich beispielsweise um die Betätigungsvorrichtung der Ruderanlage eines Wasser-, Land·DE - AS 16 25 109 discloses a hydraulic rod with a pressure transmitter and a pressure receiver, each consisting of a cylinder with two working chambers separated by a piston, wherein one working chamber of the pressure transducer with one of the same cross-section Working chamber of the pressure receiver and is constantly connected to a pressure medium source .. ■ The piston of the pressure transducer has a piston rod that is connected to a device not disclosed further This piston is shifted from one end position in the cylinder to its other end position. The one on the piston of the pressure receiver assigned piston rod can with work together a device not described in detail, which is actuated by the hydraulic linkage will. This can be, for example, the actuating device the steering gear of a water, land

oder Luftfahrzeuges oder um die Betatigungsvorrichtung der Brennstoffeinspritzpumpe einer Verbrennungskraftmaschine oder um eine Betätigungsvorrichtung einer Kupplung handeln.
5or aircraft or the actuation device of the fuel injection pump of an internal combustion engine or an actuation device of a clutch.
5

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur hydraulischen übertragung einer linearen Antriebs- oder Stell bewegung von einer hydraulischen Antriebseinheit auf eine hydraulische Arbeitseinheit zu schaffen, bei der die beispielsweise an einer Maschine angeordnete Arbeitseinheit auf kleinstem Raum untergebracht werden kann und keinerlei Steuerelemente und Steuerleitungen benötigt, damit deren mit dem Kolben verbundene Kolbenstange genau vorgegebene Wegstrecken zurücklegt.The invention is based on the object of providing a device for the hydraulic transmission of a linear Drive or control movement from a hydraulic one Drive unit to a hydraulic working unit create, for example on a machine arranged work unit housed in the smallest of spaces and no control elements and control lines are required so that their with the piston connected piston rod covers exactly specified distances.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist diese Vorrichtung gemäß dem Kennzeichen des Anspruches 1 ausgebildet. Die Kolbenstange der hydraulischen Antriebseinheit und damit aber auch die Kolbenstange der hydraulischen Arbeitseinheit legt genau die Wegstrecke zurück, die ihr von dem rotierenden Reversierantrieb mit der drehbaren Spindel und der drehfesten Mutter vorgegeben werden An der Arbeitseinheit sind dazu keine Steuerelemente und Steuerleitungen mehr erforderlich.To achieve this object, this device is designed in accordance with the characterizing part of claim 1. the Piston rod of the hydraulic drive unit and but also the piston rod of the hydraulic Work unit covers exactly the distance that it can be specified by the rotating reversing drive with the rotating spindle and the non-rotating nut There are no controls and on the unit of work Control lines required more.

Bei einer Verwirklichung der Merkmale des Anspruches ergibt sich eine einfache Ausbildung der Vorrichtung. Die Ausbildung der Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4 ermöglicht ein ziemlich genaues An- und Abschalten des Reversierantriebes, welches noch durch das Merkmal des Anspruches 5 verbessert wird.When realizing the features of the claim the result is a simple design of the device. The construction of the device according to claim 3 or 4 enables the reversing drive to be switched on and off fairly precisely, which is still due to the feature of the Claim 5 is improved.

Durch das Merkmal des Anspruches 6 oder 7 wird die .Genauigkeit des Einhaltens oder der Änderung einer vorgegebenen, zurückzulegenden Wegstrecke der Kolbenstange der Arbeitseinheit noch weiter erhöht. Diese 5. Ausbildung bietet darüberhinaus den Vorteil, die hydraulische Antriebseinheit mit Reversierantrieb, Spindel, Mutter und Steuerelemente auf kleinstem Raum ohne Beeinträchtigung der Zugänglichkeit anzuordnen und zu verändern. Steuerleitungen sind hier nicht mehr hindernd.By the feature of claim 6 or 7, the accuracy of compliance or change is a specified distance to be covered by the piston rod the unit of work increased even further. This 5th training also offers the advantage that Hydraulic drive unit with reversing drive, spindle, nut and control elements in the smallest of spaces to arrange and change without impairing accessibility. Control lines are no longer here obstructive.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in einer Zeichnung in vereinfachter Weise dargestellten Aus*· führungsbeispieles näher erläutert.The invention is described below with the aid of a simplified representation of a drawing. management example explained in more detail.

In dieser Zeichnung sind eine hydraulische Antriebseinheit 1 und eine hydraulische Arbeitseinheit 2 im Schnitt dargestellt, die beide als gleich großes, doppelt wirkendes Kolben-Zylinder-Aggregat ausgebildet sind und deren Kolben 3,4 jeweils mit einer Kolbenstange 5,6, die einseitig aus dem Zylinder 7,8 herausragen, versehen sind. Durch den Kolben 3,4 werden die Innenräume der Zylinder 7,8 jeweils in einen von der Kolbenstange 5,6 durchdrungenen Arbeitsraum 9 und einen kolbenstangenfreien Arbeitsraum 10 unterteilt.In this drawing, a hydraulic drive unit 1 and a hydraulic working unit 2 are in Shown section, both designed as the same size, double-acting piston-cylinder unit are and their piston 3.4 each with a piston rod 5.6, which on one side from the cylinder 7.8 protrude, are provided. The interiors of the cylinders 7.8 are each in. By the piston 3.4 a working space 9 penetrated by the piston rod 5, 6 and a working space 10 free of a piston rod divided.

Die einander entsprechenden Arbeitsräume 9,10 der Antriebseinheit 1 und der Arbeitseinheit 2 sind über zwei Verbindungsleitungen 11,12 ständig miteinander zu einem hydraulischen Kreis zusammengeschlossen, wobei an diese Verbindungsleitungen 11,12 ein an sich bekannter, nicht dargestellter Druckmittelspei eher angeschlossen sein kann, über den Leckageverluste augeglichen und das Druckmittel durch Heizung oder KühlungThe corresponding working spaces 9,10 of the drive unit 1 and the working unit 2 are above two connecting lines 11, 12 permanently connected to one another to form a hydraulic circuit, wherein to these connecting lines 11, 12 a known, not shown Druckmittelspei rather connected can be balanced over the leakage losses and the pressure medium by heating or cooling

auf einer vorgegebenen Temperatur gehalten werden können.can be kept at a predetermined temperature.

Auf dem freien, aus dem Zylinder 7 der Antriebseinheit 1 herausragenden Ende der Kolbenstange 5 ist ein Arm 13 befestigt, der an seinem anderen Ende infolge einer Gewindebohrung als Mutter 14 ausgebildet und auf einer Spindel 15 gehalten ist. Diese Spindel 15 ist einerseits in einem Boch 16 und andererseits an einem polumschaltbaren und drehzahlregelbaren Elektromotor gelagert und kann durch den Elektromotor 17 in Drehung versetzt werden. Dies hat dann eine axiale Verschiebung der Mutter 14 bzw. des Armes 13 auf der Spindel 15 zur Folge.On the free, from the cylinder 7 of the drive unit 1 protruding end of the piston rod 5, an arm 13 is attached, which at its other end as a result a threaded hole is designed as a nut 14 and held on a spindle 15. This spindle 15 is on the one hand in a Boch 16 and on the other hand in a pole-changing and speed-controllable electric motor and can be set in rotation by the electric motor 17. This then has an axial shift the nut 14 or the arm 13 on the spindle 15 result.

Parallel zu der Spindel 15 ist eine Führungsschiene angeordnet, die in diesem Ausführungsbeispiel drei in die Bewegungsbahn der Mutter 14 bzw. des Armes 13 ragende Schalter 19 besitzt, über die der Elektromotor 17 abgeschaltet werden kann. Dabei sind die Schalter 19 in der Führungsschiene 18 verschiebbar, so daß dieselben in frei wählbare Schaltstellungen bewegt werden können. Bedarfsweise kann dem Elektromotor 17 ein Drehwertmesser 20 zugeordnet werden, in dem Umdrehungen des Elektromotors 17 wählbar eingestellt werden können und der nach Erreichen dieser Umdrehungen den Elektromotor abschaltet. Wenn der Drehwertmesser 20 wirksam ist, sind die Schalter 19 unwirksam.A guide rail is parallel to the spindle 15 arranged, the three protruding into the movement path of the nut 14 or of the arm 13 in this embodiment Has switch 19, via which the electric motor 17 can be switched off. The switches 19 are in the Guide rail 18 displaceable so that the same can be moved into freely selectable switching positions. If necessary, the electric motor 17 can be assigned a torque meter 20 in which the revolutions of the Electric motor 17 can be set selectively and which switches off the electric motor after reaching these revolutions. When the rev counter 20 is effective, the switches 19 are ineffective.

Bei der Arbeitsweise der vorbeschriebenen Vorrichtung wird nun davon ausgegangen, daß die Arbeitsräume 9,10 von Antriebseinheit 1 und Arbeitseinheit 2 sowie die beiden Verbindungsleitungen 11,12 vollständig mit flüssigem Druckmittel gefüllt sind. Die beiden KolbenIn the operation of the device described above, it is now assumed that the working spaces 9,10 of drive unit 1 and working unit 2 as well as the the two connecting lines 11, 12 are completely filled with liquid pressure medium. The two pistons

mit den Kolbenstangen 5,6 der der Arm 13 bzw. die Mutter 14 nehmen die in der Zeichnung -dargestellte Lage ein. In dieser Stellung des Armes 13 wurde der Elektromotor 17 beispielsweise durch den mittleren, an dem Arm 13 anliegenden Schalter 19 abgeschaltet. Manuell oder über ein einstellbares Zeitglied wird nun der Elektromotor 17 angeschaltet, und zwar in der Drehrichtung, daß sich der Arm 13 bzw. die Mutter 14 in Richtung auf den Elektromotor 17 bewegt. Mit dieser Bewegung des Armes 13 wird die Kolbenstange 5 aus dem Zylinder 5 der Antriebseinheit 1 herausgezogen und damit der Kolben 3 aus der gezeichneten Stellung nach rechts bewegt. Der Kolben 3 drängt dabei das in dem Arbeitsraum 9 des Zylinders 7 befindliche Druckmittel über die Verbindungsleitung 11 in den Arbeitsraum 9 des Zylinders 8, wodurch der Kolben 4 der Arbeitseinheit 2 und damit die Kolbenstange 5 aus der gezeichneten Stellung nach links verschoben werden. Gleichzeitig strömt Druckmittel von dem Arbeitsraum 10 des Zylinders 8 in den Arbeitsraum 10 des Zylinders 7, das sowohl durch die Bewegung des Kolbens 4 im Zylinder 8 verdrängt wird. Die Größe der Bewegung der Kolbenstange 9 und des Kolbens 3 entspricht genau der Größe der Bewegung der Kolbenstange 5 und des Kolbens 4, wobei die Größe dieser Bewegungen mit der Größe der Verschiebung des-Armes 13 übereinstimmt bzw. von diesem vorgegeben wird.with the piston rods 5.6 of the arm 13 or the Nut 14 take the one shown in the drawing Location a. In this position of the arm 13, the electric motor 17 was, for example, by the middle, on the arm 13 adjacent switch 19 is switched off. The electric motor 17 is now switched on manually or via an adjustable timer, namely in the direction of rotation that the arm 13 or the nut 14 moves in the direction of the electric motor 17. With this movement of the arm 13, the piston rod 5 is pulled out of the cylinder 5 of the drive unit 1 and thus the piston 3 moves from the position shown to the right. The piston 3 pushes it into the working space 9 of the cylinder 7 located pressure medium via the connecting line 11 into the working chamber 9 of the cylinder 8, whereby the piston 4 of the working unit 2 and thus the piston rod 5 from the position shown moved to the left. At the same time, pressure medium flows from the working chamber 10 of the cylinder 8 into the Working space 10 of the cylinder 7, which both through the Movement of the piston 4 in the cylinder 8 is displaced. The amount of movement of the piston rod 9 and the Piston 3 corresponds exactly to the size of the movement of piston rod 5 and piston 4, the size of these movements corresponds to the size of the displacement of the arm 13 or is predetermined by it will.

Sobald der die Mutter 14 bzw. der Arm 13 den rechten Schalter 19 betätigt, wird der Elektromotor 17 abgeschaltet, d.h., durch die Stellung dieses Schalters kann die angestrebte Größe der Verschiebung der Kolbenstange 5 der Arbeitseinheit 2 vorgewählt werden.As soon as the nut 14 or the arm 13 actuates the right switch 19, the electric motor 17 is switched off, i.e., the position of this switch allows the desired amount of displacement of the piston rod 5 of the working unit 2 can be selected.

Die Bewegung der Kolbenstange 5 der Arbeitseinheit 2 in die entgegengesetzte Richtung wird durch umgepoltes Anschalten des Elektromotors 17 erreicht, während die Abschaltung dann durch den mittleren und/oder linken Schalter 19 erfolgen kann. Die Bewegung der. Kolbenstange 5 kann als Antrieb, Verstellung oder als Steuerung ausgenutzt werden.The movement of the piston rod 5 of the working unit 2 in the opposite direction is achieved by reversing the polarity of the electric motor 17, while the Shutdown can then take place by the middle and / or left switch 19. The movement of the. Piston rod 5 can be used as a drive, adjustment or control.

In Abänderung des erläuterten Ausführungsbeispieles ist es möglich, die Führungsschiene 18 mit weiteren Schaltern 19 zu bestücken. Ferner kann der Elektromotor durch einen Schrittmotor mit Positioniersteuerung ersetzt werden.In a modification of the illustrated embodiment, it is possible to use the guide rail 18 with further Switches 19 to be fitted. Furthermore, the electric motor can be replaced by a stepping motor with positioning control will.

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Claims

158 Karl Rische, Wi1helm-Busch-Strasse 2, .5249 Hamm / Sieg patent claims

1. Device for the hydraulic transmission of a linear drive or actuating movement from a hydraulic drive unit to a hydraulic one Working unit, consisting of a double-acting piston-cylinder unit with a die Movement initiating, externally acted upon piston rod as a drive unit and a double acting piston-cylinder unit with a movement dispensing piston rod as a working unit, their corresponding working spaces, each formed on both sides of the piston, via two connecting lines are volumetrically connected to one another to form a hydraulic circuit, characterized,

that the piston rod (5) of the hydraulic drive unit (2) a rotating reversing drive (17) is assigned to a rotatable spindle (15) and a non-rotatable nut (14).

2. Device according to claim 1,
characterized,

that the spindle (15) and the reversing drive (17) are stationary and that the nut (14) is firmly attached to the piston rod (5) of the drive unit (1) connected and axially displaceable on the spindle (15) is.

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3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that

that the rotating reversing drive (17) is designed as an electric motor. 5

4. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that

that the rotating reversing drive (17) is designed as a hydraulic motor. 10

5. Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that

that the rotating reversing drive (17) is designed to be speed controllable. 15th

6. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the spindle (15) or the nut (14) adjustable, the reversing drive (17) influencing switches (19) are assigned.

7. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the rotating reversing drive (17) at least a rotary encoder (20) is assigned.