DE3533923A1 - Electrohydraulic amplifier transformer - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verstärker- Umformer, genauer auf elektrohydraulische Verstärker-Um former.The present invention relates to amplifier Converter, more precisely to electro-hydraulic amplifier converter former.
Die Erfindung kann in elektrohydraulischen Antrieben verwendet werden, die im Werkzeugmaschinenbau und in der Hüttenindustrie zum Einsatz gelangen.The invention can be used in electrohydraulic drives are used in machine tool construction and in the Metallurgical industry.
Es ist ein elektrohydraulischer Verstärker-Umformer bekannt (siehe z. B. die GB-PS 13 47 550, Klasse G 3R, ver öffentlicht am 20.02.74).It is an electrohydraulic amplifier converter known (see e.g. GB-PS 13 47 550, class G 3R, ver public on 02/20/74).
Dieser elektrohydraulische Verstärker-Umformer ent hält einen elektromechanischen und einen mechanisch-hydrau lischen Umformer, wobei der mechanisch-hydraulische Umfor mer mit den Steuerkammern eines Steuerschiebers mit mehreren Bünden hydraulisch verbunden ist, der in einem Gehäuse un tergebracht ist, welches Kanäle zum Zuführen, Abfluß und Auslauf der Arbeitsflüssigkeit besitzt. Der Steuerschieber besitzt ferner Kopplungselemente zum Verkoppeln desselben mit einem elektrischen Geber der Steuerschieberlage, der mit einer elektronischen Steuereinheit für den elektro mechanischen Umformer verbunden ist.This electrohydraulic amplifier converter ent holds one electromechanical and one mechanical-hydraulic lische converter, the mechanical-hydraulic converter mer with the control chambers of a spool with several Frets is hydraulically connected, the un in a housing which channels for supply, drainage and Has working fluid outlet. The spool also has coupling elements for coupling the same with an electrical encoder of the spool position, the with an electronic control unit for the electro mechanical converter is connected.
Dieser Verstärker-Umformer besitzt geringe Schnellwir kung infolge großer Querschnittsfläche der Steuerkammern.This amplifier converter has a low speed kung due to large cross-sectional area of the control chambers.
Bekannt ist ferner ein elektrohydraulischer Verstärker- Umformer (siehe z. B. T.M. Baschta "Gidravlicheskie privody letatelnykh apparatov"/Hydraulische Antriebe von Luftfahr zeugen/, 1967, Verlag "Mashinostroenie", Moskau, S. 236, Bild 171b).Also known is an electrohydraulic amplifier converter (see, for example, Baschta "Gidravlicheskie privody letatelnykh apparatov" / Hydraulic drives of aeronautical witnesses /, 1967, publisher "Mashinostroenie", Moscow, p. 236, figure 171b).
Der erwähnte elektrohydraulische Verstärker-Umformer enthält einen mechanisch-hydraulischen Umformer, der mit den Steuerkammern eines Steuerschiebers mit mehreren Bünden hy draulisch verbunden ist, der in einem Gehäuse untergebracht ist, welches Kanäle zum Zuführen, Abfluß und Auslauf der Ar beitsflüssigkeit besitzt, und mit Tauch kolben zusammenwirkt, deren Durchmesser kleiner als der Durchmesser der Steuerschieberbünde ist und die an den Stirnseiten des Steuerschiebers in Buchsen angebracht sind, die im Gehäuse angeordnet sind und zusammen mit den Tauchkol ben die Steuerkammern bilden. The aforementioned electro-hydraulic amplifier converter contains a mechanical-hydraulic converter that works with the Control chambers of a control spool with several frets hy draulically connected, which is housed in a housing is which channels for supplying, draining and discharging the ar has liquid, and with immersion piston interacts, the diameter of which is smaller than that The diameter of the control slide collars is and that of the End faces of the spool are mounted in sockets, which are arranged in the housing and together with the plunger ben form the tax chambers.
Bei diesem elektrohydraulischen Verstärker-Umformer sind die Tauchkolben, deren Durchmesser kleiner als der Durchmes ser der Steuerschieberbünde ist, vom Steuerschieber getrennt angeordnet und in Buchsen untergebracht, die im Gehäuse ver schiebbar angeordnet sind und ebene Stirnflächen besitzen, was eine hohe Trägheit des Steuerschiebers wegen der ver größerten beweglichen Masse bedingt und hierdurch zusätz liche Reibungskräfte erzeugt. Also besitzt der erwähnte elek trohydraulische Verstärker-Umformer eine geringe Schnell wirkung infolge einer größeren beweglichen Masse und der hierdurch bedingten zusätzlichen Reibungskräfte.This electrohydraulic amplifier converter the plungers, the diameter of which is smaller than the diameter The valve spool is separated from the valve spool arranged and housed in sockets that ver are arranged to slide and have flat end faces, what a high inertia of the spool because of the ver due to the larger movable mass and thereby additional generated frictional forces. So the mentioned elek trohydraulic amplifier converter a low fast effect due to a larger moving mass and the this causes additional frictional forces.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektro hydraulischen Verstärker-Umformer zu schaffen, in dem die Tauchkolben und Buchsen so ausgeführt wären, daß hierdurch ermöglicht würde, die bewegliche Masse des Steuerschiebers zu verringern, durch die bewegliche Masse bedingte zusätz liche Reibungskräfte zu vermindern und in dieser Weise die Schnellwirkung des elektrohydraulischen Verstärker-Umfor mers zu erhöhen.The invention has for its object an electro hydraulic amplifier converter in which to create Plungers and bushings would be designed so that this would allow the movable mass of the spool to reduce additional due to the movable mass to reduce frictional forces and in this way the Fast action of the electro-hydraulic amplifier converter mers increase.
Dies wird dadurch erreicht, daß im elektrohydrauli schen Verstärker-Umformer, der einen mechanisch-hydrauli schen Umformer enthält, welcher mit den Steuerkammern des Steuerschiebers mit mehreren Bünden hydraulisch verbunden ist, der in einem Gehäuse, welches Kanäle zum Zuführen, Abfluß und Auslauf der Arbeitsflüssigkeit besitzt, untergebracht ist und mit Tauchkolben zusammenwirkt, deren Durchmesser kleiner als der Durchmesser der Steuerschieberbünde ist und die an den Stirnseiten des Steuerschiebers in Buchsen angebracht sind, die im Gehäuse angeordnet sind und zusammen mit den Tauch kolben die Steuerkammern bilden, erfindungsgemäß die Tauch kolben mit dem Steuerschieber, die Buchsen aber mit dem Ge häuse starr verbunden sind, während die dem Steuerschieber zugewandten Stirnflächen der erwähnten Buchsen kegelig ausge bildet sind.This is achieved in that in the electro-hydraulic amplifier amplifier that uses a mechanical-hydraulic contains converter, which with the control chambers of the Control spool hydraulically connected with several frets is that in a housing, which channels for feeding, drainage and has outlet of the working fluid, is housed and interacts with plungers whose diameter is less than is the diameter of the control slide collar and that on the End faces of the spool are mounted in sockets, which are arranged in the housing and together with the plunge piston form the control chambers, according to the invention the plunge piston with the spool, but the bushings with the Ge are rigidly connected while the spool facing end faces of the bushings mentioned conical forms are.
Diese konstruktive Ausführung des vorgeschlagenen elek trohydraulischen Verstärker-Umformers gestattet es, die be wegliche Masse des Steuerschiebers zu verringern und durch die bewegliche Masse bedingte zusätzliche Reibungskräfte zu vermindern, d. h. die Schnellwirkung des Verstärker-Umfor mers zu erhöhen.This constructive execution of the proposed elek trohydraulic amplifier converter allows the be to reduce the moving mass of the spool and by the moving mass caused additional frictional forces reduce, d. H. the fast action of the amplifier converter mers increase.
Im folgenden wird die Erfindung in der Beschreibung eines konkreten Ausführungsbeispiels derselben unter Be zugnahme auf die Zeichnung erläutert, in der das Gesamtschema des erfindungsgemäßen elektrohydraulischen Verstärker-Umformers (im Längsschnitt) dargestellt ist.The following is the invention in the description a concrete embodiment of the same under Be access to the drawing explained in the the overall scheme of the electrohydraulic according to the invention Amplifier converter (shown in longitudinal section).
Der erfindungsgemäße elektrohydraulische Verstärker- -Umformer enthält einen elektromechanischen Umformer 1 und einen mit ihm kinematisch verbundenen mechanisch-hydrau lischen Umformer 2, der über Kanäle 3 und 4 mit den Steuer kammern 5 und 6 eines Steuerschiebers 7 mit Bünden 8 und 9 hydraulisch verbunden ist.The electrohydraulic amplifier converter according to the invention contains an electromechanical converter 1 and a mechanical-hydraulic converter 2 kinematically connected to it, which is connected via channels 3 and 4 to the control chambers 5 and 6 of a spool 7 with collars 8 and 9 hydraulically connected.
Der Steuerschieber 7 ist in einer Ausdrehung eines Ge häuses 10 untergebracht, das Kanäle 11, 12 und 13, 14 und 15 jeweils zum Zuführen, Abfluß und Auslauf der Arbeitsflüs sigkeit besitzt. Im Gehäuse 10 sind ferner Ausdrehungen 16 und 17 ausgeführt, die mit den Kanälen 14 und 15 zum Aus lauf der Arbeitsflüssigkeit verbunden sind. Mit den Stirn seiten der Bünde 8 und 9 des Steuerschiebers 7 sind Tauch kolben 18 und 19 starr verbunden, deren Durchmesser klei ner als der Durchmesser der Bünde 8 und 9 ist. Die Tauch kolben 18 und 19 sind an den Stirnseiten des Steuerschie bers 7 in Buchsen 20 und 21 angeordnet, die mit dem Gehäu se 10 starr verbunden sind und zusammen mit den Tauchkolben 18 und 19 die Steuerkammern 5 und 6 bilden. Hierbei wirken die Tauchkolben 18 und 19 mit dem Steuerschieber 7 zusammen, wobei sie auf denselben Kräfte seitens der Steuerkammern 5 und 6 übertragen.The spool 7 is housed in a turn of a Ge housing 10 , the channels 11, 12 and 13, 14 and 15 each have liquid for supplying, draining and discharging the Arbeitsflüs. In the housing 10 bores 16 and 17 are also carried out, which are connected to the channels 14 and 15 to run out of the working fluid. With the end of the collars 8 and 9 the part of the control slide 7 are connected rigidly plungers 18 and 19, whose diameter is klei ner than the diameter of the collars. 8 and 9 The plunger pistons 18 and 19 are arranged on the end faces of the spool 7 in bushes 20 and 21 which are rigidly connected to the housing 10 and together with the plungers 18 and 19 form the control chambers 5 and 6 . Here, the plungers 18 and 19 cooperate with the control slide 7 , whereby they transmit the same forces on the part of the control chambers 5 and 6 .
Die dem Steuerschieber 7 zugewandten Stirnflächen 22 der Buchsen 20 und 21 sind kegelig ausgebildet.The end faces 22 of the bushes 20 and 21 facing the control slide 7 are conical.
Die Stirnseite 23 des Tauchkolbens 19 ist mit dem An ker 24 eines Rückkopplungsgebers 25 starr verbunden, dessen Wicklung 26 mit einer (nicht gezeichneten) elektronischen Ein heit verbunden ist. Im Gehäuse 10 sind ferner Kanäle ausge führt, die zum Zuführen der Arbeitsflüssigkeit und Ablei ten desselben an den mechanisch-hydraulischen Umformer 2 dienen (in der Zeichnung sind diese Kanäle nicht abgebil det). The end face 23 of the plunger 19 is rigidly connected to the ker 24 of a feedback sensor 25 , the winding 26 of which is connected to a (not shown) electronic unit. In the housing 10 channels are also out, which serve to supply the working fluid and Ablei th same to the mechanical-hydraulic converter 2 (these channels are not shown in the drawing).
Das Funktionsprinzip des erfindungsgemäßen elektrohydrau lischen Verstärker-Umformers besteht in folgendem.The principle of operation of the electrohydrau according to the invention mical amplifier converter consists in the following.
Bei im Kanal 11 vorhandenem Betriebsdruck und am elek tromechanischen Umformer 1 fehlendem vorgegebenem elektri schem Steuersignal stellt der mechanisch-hydraulische Um former 2 in den Kanälen 3 und 4 sowie in den Steuerkammern 5 und 6 gleiche Drücke ein. Die am Steuerschieber 7 seitens der Steuerkammern 5 und 6 angreifenden Kräfte sind gleich und entgegengesetzt gerichtet, weshalb der Steuerschieber 7 unbeweglich ist, die Ausgangsstellung einnimmt und mit seinen Bünden 8 und 9 die Ausdrehungen 16 und 17 überdeckt, ohne die Kanäle 14 und 15 zum Auslauf der Arbeitsflüssigkeit we der mit dem Kanal 11 zum Zuführen der Betriebsflüssigkeit, noch mit dem Kanal 12 bzw. 13 zum Abfluß der Arbeitsflüssigkeit in Verbindung zu setzen.With existing operating pressure in channel 11 and the elec tromechanical converter 1 lacking a predetermined electrical control signal, the mechanical-hydraulic converter 2 in channels 3 and 4 and in control chambers 5 and 6 sets the same pressures. The forces acting on the control spool 7 on the part of the control chambers 5 and 6 are directed in the same and opposite directions, which is why the control spool 7 is immobile, assumes the starting position and covers the recesses 16 and 17 with its collars 8 and 9 , without the channels 14 and 15 leading to the outlet of the working fluid to be connected to the channel 11 for supplying the operating fluid, nor with the channels 12 or 13 for the outflow of the working fluid.
Bei Zuführung eines elektrischen Steuersignals zum elek tromechanischen Umformer 1 löst der letztere ein Signal für den mechanisch-hydraulischen Umformer 2 aus, der seiner seits in den Kanälen 3 und 4 und demnach auch in den Steuer kammern 5 und 6 verschiedene Arbeitsflüssigkeitsdruckwerte einstellt. Unter der Wirkung der verschiedenen Druckwerte wirken auch verschiedene Kraftbeträge auf die Tauchkolben 18 und 19 ein. Unter Einwirkung der Kräftedifferenz an den Tauch kolben 18 und 19 wandert der Steuerschieber 7 in der Zeich nungsebene beispielsweise nach links und verbindet die Aus drehung 16 und den Kanal 14 zum Auslauf der Arbeitsflüssig keit mit dem Kanal 11 zum Zuführen der Arbeitsflüssigkeit, die Ausdrehung 17 aber mit dem Kanal 13 zum Abfluß der Ar beitsflüssigkeit. In den Kanälen 14 und 15 wirken verschie dene Drücke (Druckgefälle).When an electrical control signal is supplied to the elec tromechanical converter 1 , the latter triggers a signal for the mechanical-hydraulic converter 2 , which on the other hand sets 5 and 6 different working fluid pressure values in the channels 3 and 4 and accordingly also in the control chambers. Different amounts of force also act on the plungers 18 and 19 under the effect of the different pressure values. Under the action of the difference in force on the plunger 18 and 19 , the spool 7 moves in the drawing plane, for example, to the left and connects the rotation 16 and the channel 14 to the outlet of the working fluid speed with the channel 11 for supplying the working fluid, but the recess 17 with the channel 13 for the outflow of the working fluid. Various pressures (pressure drops) act in channels 14 and 15 .
Die Durchflußmenge der zum Füllen der Steuerkammern 5 und 6 benötigten Arbeitsflüssigkeit bei Verschiebung des Steu erschiebers 7 ist gering, weil die Querschnittsfläche der Steuerkammern 5 und 6 gering ist (der Durchmesser der Tauch kolben 18 und 19 ist klein). Das Druckgefälle in den Steuer kammern 5 und 6 bei Verschiebung des Steuerschiebers 7 wird durch die Trägheit des letzteren und die entgegenwirkenden Reibungskräfte bestimmt. Für den in Rede stehenden elektro hydraulischen Verstärker-Umformer ist das erwähnte Druck gefälle gering, d. h. der Steuerschieber 7 bewegt sich schnell. Der Steuerschieber 7 setzt seine Verschiebung so lange fort, bis das Signal vom Rückkopplungsgeber 25 das vor gegebene elektrische Steuersignal kompensiert und den elek tromechanischen Umformer 1 sowie den mechanisch-hydrauli schen Umformer 2 in die Ausgangsstellung gebracht haben wird. Die Durchflußmenge der den Steuerschieber 7 passierenden Ar beitsflüssigkeit ist der Verschiebung desselben aus der Aus gangsstellung bei unverändertem Druckgefälle in den Kanälen 11, 12, 13, 14 und 15 proportional.The flow rate of the working fluid required to fill the control chambers 5 and 6 when the control slide 7 is displaced is small because the cross-sectional area of the control chambers 5 and 6 is small (the diameter of the plunger pistons 18 and 19 is small). The pressure drop in the control chambers 5 and 6 when the control spool 7 is displaced is determined by the inertia of the latter and the opposing frictional forces. For the electro-hydraulic amplifier converter in question, the pressure drop mentioned is small, ie the control slide 7 moves quickly. The control slide 7 continues its displacement until the signal from the feedback transmitter 25 compensates for the given electrical control signal and the electromechanical converter 1 and the mechanical-hydraulic converter 2 have been brought into the starting position. The flow rate of the control slide 7 passing Ar working fluid is the displacement of the same from the initial position with unchanged pressure drop in the channels 11, 12, 13, 14 and 15 proportional.
Bei Zuführung eines elektrischen Signals um gekehrter Polarität zum elektromechanischen Umformer 1 wan dert der Steuerschieber 7 in der Zeichnungsebene nach rechts, und die Wirkungsrichtung des Druckgefälles in den Kanälen 14 und 15 wird reversiert.When an electrical signal is reversed in polarity to the electromechanical converter 1, the control slide 7 changes in the plane of the drawing to the right, and the direction of action of the pressure drop in the channels 14 and 15 is reversed.
Der vorgeschlagene elektrohydraulische Verstärker-Um former besitzt eine hohe Schnellwirkung, und sein Einsatz in den elektrohydraulischen Antrieben erhöht die Regelgenauig keit derselben.The proposed electro-hydraulic amplifier order former has a high quick action, and its use in the electrohydraulic drives increases the control accuracy the same.
Claims (2)
- - einem mechanisch-hydraulischen Umformer (2), welcher hydraulisch verbunden ist mit
- - Steuerkammern (5, 6) eines Steuerschiebers (7) mit mehreren Bünden (8, 9), der ein einem Gehäuse (10), welches Kanäle (11, 12, 13, 14, 15) zum Zuführen, Abfluß und Auslauf der Arbeitsflüssigkeit besitzt, untergebracht ist und mit
- - Tauchkolben (18, 19) zusammenwirkt, deren Durchmes ser kleiner als der Durchmesser der Bünde (8, 9) des Steu erschiebers (7) ist und die an den Stirnseiten des Steuer schiebers (7) angebracht sind und in
- - Buchsen (20, 21) sitzen, die im Gehäuse (10) angeordnet sind und zusammen mit den Tauchkolben (18, 19) die Steuer kammern (5, 6) bilden,
- - A mechanical-hydraulic converter ( 2 ), which is hydraulically connected to
- - Control chambers ( 5, 6 ) of a control slide ( 7 ) with a plurality of collars ( 8, 9 ), which has a housing ( 10 ) which has channels ( 11, 12, 13, 14, 15 ) for supplying, draining and draining the working fluid owns, is housed and with
- - plunger (18, 19) cooperates, which is diam ser smaller than the diameter of the collars (8, 9) of the STEU erschiebers (7) and which are attached to the front sides of the control slide (7) and in
- - Sockets ( 20, 21 ) sit, which are arranged in the housing ( 10 ) and together with the plungers ( 18, 19 ) form the control chambers ( 5, 6 ),
- - die Tauchkolben (18, 19) mit dem Steuerschieber (7) und die Buchsen (20, 21) mit dem Gehäuse (10) starr verbunden sind, während die dem Steuerschieber (7) zugewandten Stirnflächen (22) der Buchsen (20, 21) kegelig ausgebildet sind.
- - the plungers (18, 19) are connected to the control slide (7) and the bushes (20, 21) with the housing (10) rigid, while the control slide (7) facing end surfaces (22) of the bushes (20, 21 ) are conical.
Applications Claiming Priority (1)
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| CH667138A5 (en) | 1988-09-15 |
| ATA261685A (en) | 1987-11-15 |
| AT386054B (en) | 1988-06-27 |
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