DE3836401A1 - Hydraulischer linearantrieb - Google Patents
Hydraulischer linearantriebInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B9/00—Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member
- F15B9/02—Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type
- F15B9/08—Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type controlled by valves affecting the fluid feed or the fluid outlet of the servomotor
- F15B9/12—Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type controlled by valves affecting the fluid feed or the fluid outlet of the servomotor in which both the controlling element and the servomotor control the same member influencing a fluid passage and are connected to that member by means of a differential gearing
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Description
Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Linearantrieb mit einem
doppelt wirkenden Hydrozylinder. Ein Problem bei derartigem Antrieb
besteht darin, daß bei Ausfall der Hydraulik eine ungewollte Betä
tigung des Hydrozylinders stattfindet. Dies kann bei bestimmten
Anwendungen zu schwerer Schäden führen, z. B. bei Hinterachs
lenkungen von Kraftfahrzeugen.
Der erfindungsgemäße hydraulische Linearantrieb mit den kennzeich
nenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil,
daß bei Ausfall von Hydraulik oder Elektrik eine Selbsthemmung ein
tritt, so daß der Hydrozylinder blockiert ist. Außerdem ist eine
genaue Positionierung desselben möglich.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden
Beschreibung und Zeichnung wiedergegeben. Diese zeigt in den Fig.
1 bis 3 drei verschiedene hydraulische Linearantriebe in teilweise
vereinfachter Darstellung.
In Fig. 1 ist mit 10 ein doppelt wirkender Hydrozylinder bezeich
net, in dem zwei Druckräume 11 und 12 durch den Kolben 13 vonein
ander getrennt sind. Damit sich bei der Betätigung des Hydro
zylinders keine Differentialwirkung ergibt, sind beide Abschnitte
der Kolbenstange 14 nach außen geführt. Auf der einen Seite ist die
Kolbenstange verlängert und trägt dort ein Gewinde 15. Auf diesem
Gewinde sitzt eine Mutter 16, die an einem erweiterten Teil ihres
Außenumfangs 16 A eine Verzahnung 17 aufweist, welche mit einer eben
solchen Verzahnung 18 eines Zahnrads 19 kämmt, das auf der Welle 20
eines Elektromotors fest angeordnet ist. Das erweiterte Teil 16 A der
Mutter 16 dringt durch einen Schlitz 21 an einem Fortsatz 22 des
Hydrozylinders, und zwar mit einem geringen Spiel S 1 und S 2 auf
beiden Seiten, wenn sich das erweiterte Teil 16 A in zentrischer Lage
befindet. Anstatt einer Verzahnung 17 auf dem Umfang 16 A der Mutter
16 kann auch eine Schneckenradverzahnung ausgebildet sein; das Zahn
rad 19 ist dann eine Schnecke, der Elektromotor um 70° versetzt
angeordnet.
An einer anderen Stelle des erweiterten Teils 16 A der Mutter 16
legen sich an entgegengesetzten Seiten, aber achsgleich zueinander
verlaufend, unter der Kraft von Federn 25, 26 kolbenartige Bunde 23,
24 von Ventilkörpern 27, 28 an. Die Ventilkörper 27, 28 sind in
Bohrungen 29, 30 gleitend geführt. Jeder Ventilkörper hat einen
Ventilkegel 31, 32, welcher sich gegen einen Ventilsitz 33, 34 legt.
Zwischen einem kolbenartigen Bund 35, 36 der Ventilkörper und dem
Ventilkegel befindet sich eine Ringnut 37, 38. Von einer Stelle
hinter dem Ventilsitz 34 der Bohrung 28 verläuft eine Leitung 39 zum
Druckraum 11 des Hydrozylinders. Eine von der Leitung 39 ausgehende
Zweigleitung 40 mündet in eine Ringnut 41 an der Bohrung 29 im
Bereich des Kolbenbundes 35. In der Zweigleitung 40 ist ein Rück
schlagventil 42 angeordnet, das sich in Richtung von der Ringnut 41
zur Leitung 39 hin zu öffnen vermag. Von einer Stelle hinter dem
Ventilsitz 33 geht eine Leitung 43 aus, die mit einer Leitung 44
Verbindung hat, welche in den Druckraum 12 mündet. An der Bohrung 28
ist im Bereich des Kolbenbunds 36 eine Ringnut 46 ausgebildet, von
der die Leitung 44 ausgeht. In dieser ist hinter der Ringnut 46
ebenfalls ein Rückschlagventil 47 angeordnet, welches sich in der
Richtung von der Ringnut 46 zum Druckraum 12 hin zu öffnen vermag.
Am Ventilkörper 27 ist noch eine Ringnut 48 ausgebildet, in deren
Bereich in die Bohrung 29 eine Leitung 49 mündet, welche zu einer
Druckmittelquelle 50 führt. Auch am Ventilkörper 28 ist zwischen den
Kolbenbunden 24 und 36 eine Ringnut 51 ausgebildet, in deren Bereich
eine von der Leitung 49 ausgehende Zweigleitung 52 mündet. Am Ende
der Bohrung 27 befindet sich eine Kammer 53, in welche der Ventil
kegel 36 hineinragt und von der eine Bohrung 54 zum Behälter 55
führt. Eine ebensolche Kammer 56 befindet sich am Ende der Bohrung
28, von der ebenfalls eine Bohrung 57 zum Behälter 55 führt. Von
einer Stelle, wo die beiden Bohrungen 27, 28 am erweiterten Teil 16 A
der Mutter 16 münden, ist eine Nut 58 ausgebildet, die ebenfalls
Verbindung zum Behälter hat.
Wenn der reversierbare Elektromotor 20 angetrieben wird, so wird die
Mutter 16 infolge des auf der Kolbenstange 14 ausgebildeten Gewindes
15 um den Betrag des Spiels S 1 oder S 2 nach links oder rechts ver
schoben. Es sei angenommen, daß sich die Mutter 16 nach links ver
schiebt. Der Teil 16 A der Mutter drückt nun auf den Ventilkörper 27,
so daß nun Verbindung hergestellt wird von der Leitung 49 über den
Bund 35 zur Ringnut 41. Von der Ringnut 41 strömt das Druckmittel
über das sich öffnende Rückschlagventil 42 in die Druckkammer 11.
Der Ventilkegel 31 hat sich vom Ventilsitz 33 abgehoben, so daß
Druckmittel aus der Druckkammer 12 über die Leitungen 44, 43 und die
Ringnut 37 unterhalb des Ventilkegels 31 zum Behälter abströmen
kann. Nun bewegt sich der Kolben 13 um einen geringen Betrag nach
rechts, wodurch der Ventilkörper 27 wieder in seine ursprüngliche
Lage gelangt, d. h. die Ringnut 41 wird wieder verschlossen. Wir der
Elektromotor 20 derart reversiert, daß sich nun die Mutter 16 nach
rechts bewegt, dann wird der Ventilkörper 28 ebenfalls nach rechts
verschoben, wodurch die Ringnut 46 mit der Leitung 44 in Verbindung
kommt. Gleichzeitig hebt sich der Ventilkörper 32 von seinem Ventil
sitz 34 ab, so daß nun Druckmittel über die Ringnut 46 in die Lei
tung 44 und den Druckraum 12 am Hydrozylinder gelangen kann, während
aus dem Druckraum 11 Druckmittel über die Leitung 39 und den Ventil
kegel 32 abströmt. Dadurch bewegt sich der Kolben 13 um einen
geringen Betrag nach links. Wenn die Mutter 16 ihre Mittellage
erreicht hat, sind beide Ventilkegel geschlossen. Daraus erkennt
man, daß der Linearantrieb eine mechanisch-hydraulische Rückführung
aufweist. Sollte die Hydraulik und/oder der Elektromotor 20 aus
fallen, so wird die Kolbenstange 14 durch die Selbsthemmung des
Gewindes 15 in ihrer Stellung verriegelt.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 unterscheidet sich von dem
vorherigen dadurch, daß nun die beiden Ventilkörper 27, 28 weg
fallen. An deren Stelle treten zwei Düsen 60, 61, die bis nahe an
das erweiterte Teil 16 A der Mutter 16 herangeführt sind. Die Düsen
60, 61 stehen über Leitungen 62, 63 mit Druckräumen 64, 65 einer
Bohrung 66 in Verbindung. In der Bohrung 66 ist ein Steuerschieber
67 geführt, der vier Bunde 68 bis 71 und drei zwischen den Bunden
liegende Ringnuten 72 bis 74 hat. An der Bohrung 66 sind zwei Ring
nuten 75, 76 ausgebildet, von denen Leitungen 77, 78 zu den Druck
räumen 11, 12 des Hydrozylinders führen. Von einer Stelle zwischen
den beiden Bunden 69, 70 führt eine Leitung 79 zum Behälter. Die
Leitung 79 ist an eine Leitung 80 angeschlossen, welche die beiden
Leitungen 62, 63 miteinander verbindet. In der Leitung 80 sind
beidseits der Mündung der Bohrung 79 zwei Drosseln 81, 82 angeordnet.
Je nach dem, wie weit die Düse 60 oder 61 vom Teil 16 A entfernt ist,
fließt mehr oder weniger Druckmittel aus. Dementsprechend wird der
Steuerschieber 67 nach links oder rechts verschoben, so daß Druck
mittel aus der Leitung 79 entweder über den Bund 69 in die Leitung
77 oder über den Bund 70 in die Leitung 78 zum Beaufschlagen der
Druckräume 11, 12 fließen kann. Dementsprechend wird die Mutter 16
wieder nach links oder rechts verschoben, bis der durch den Elektro
motor vorgegebene Gleichgewichtszustand bei Mittelstellung der
Mutter 16 erreicht ist. Dann fließt aus beiden Düsen 60, 61 gleich
viel Druckmittel aus, so daß der Steuerschieber 67 in seine Neutral
stellung gelangt. Nach entsprechender Verstellung der Mutter 16 über
den Elektromotor 20, wird wiederum, je nach Drehrichtung, die eine
oder die andere Düse 60, 61 weiter geöffnet bzw. verschlossen, bis
wieder eine neu vorgegebene Stellung erreicht ist.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 unterscheidet sich gegenüber
den vorherigen dadurch, daß vom Elektromotor 20 außer der Mutter 16
nun auch eine reversierbare Pumpe 85 angetrieben ist. Von dieser
verlaufen zwei Leitungen 86, 87 zu den beiden Seiten eines Schieber
ventils 88, dessen Schieber 89 je nach Drehrichtung der Pumpe ent
weder nach links oder nach rechts verschoben wird. Er hat einen
Steuerbund 89 A und zwei danebenliegende Ringnuten 90, 91, von deren
Bereich zwei Leitungen 92, 93 ausgehen, die über Rückschlagventile
94, 95 zu zwei Sitzventilkörpern 96, 97 führen. Diese sind ähnlich,
aber vereinfacht aufgebaut gegenüber denjenigen nach dem Ausfüh
rungsbeispiel der Fig. 1. Sie legen sich wieder unter der Kraft von
Federn gegen das Teil 16 A der Mutter 16. Von der Leitung 92 führt
hinter dem Ventil eine Leitung 98 zum Druckraum 12, während von der
Leitung 93 ebenfalls hinter dem Rückschlagventil 95 eine Leitung 99
ausgeht, die zum Druckraum 11 des Hydrozylinders führt. Die Ventile
96, 97 haben hier nur die Wirkung von Auslaßventilen. Die Pumpe 85
dient in diesem Ausführungsbeispiel lediglich zum Verstellen des
Schieberventils 88. Je nach Stellung des Teils 16 A der Mutter 16
wird wieder eines der Ventile 96, 97 geöffnet, so daß - bei ent
sprechender Stellung des Schieberventils 88 - Druckmittel über die
Leitung 93, das Rückschlagventil 95 und die Leitung 99 in den Druck
raum 11 fließen kann, während es vom Druckraum 12 über das Steuer
ventil 96 zum Behälter abströmt. Dementsprechend bewegt sich der
Kolben 13 des Hydrozylinders 10.
Claims (6)
1. Hydraulischer Linearantrieb mit einem doppelt wirkenden Hydro
zylinder (10), dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (14) des
Hydrozylinders Teil einer mechanisch-hydraulischen Rückführung ist,
die über ein mechanisches Zwischenglied (15, 16, 16 A) hydraulische
Steuermittel für die Positionierung des Hydrozylinders (10) betätigt.
2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mecha
nische Teil der Rückführung aus einem auf der Kolbenstange (14) aus
gebildeten Gewinde (15) besteht, auf welchem eine Mutter (16) ange
ordnet ist, die über ein Getriebe von einem Elektromotor (20) ange
trieben ist.
3. Antrieb nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die hydraulischen Steuermittel aus mechanisch gesteuerten, kombi
nierten Sitz- und Schieberventilen (27, 28) bestehen.
4. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als
hydraulische Steuermittel ein Schieberventil (67) dient, das die
Druckmittelversorgung des Hydrozylinders steuert und das mit Hilfe
von zwei mit der Mutter zusammenwirkenden Auströmdüsen (60, 61)
zusammenwirkt.
5. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß vom elektrischen Stellmotor (20) eine reversierbare Pumpe (85)
angetrieben ist, welche die Position eines Schieberventils (88) vor
gibt und daß die Steuerung der Druckräume (11, 12) des Hydro
zylinders über Sitzventile (96, 97) erfolgt, die von der Mutter (16)
gesteuert sind.
6. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Mutter (16) eine Schneckenradverzahnung besitzt, die mit
einer ebenfalls vom Elektromotor (20) angetriebenen Schnecke (19)
angetrieben ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883836401 DE3836401A1 (de) | 1988-10-26 | 1988-10-26 | Hydraulischer linearantrieb |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883836401 DE3836401A1 (de) | 1988-10-26 | 1988-10-26 | Hydraulischer linearantrieb |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3836401A1 true DE3836401A1 (de) | 1990-05-03 |
Family
ID=6365922
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19883836401 Withdrawn DE3836401A1 (de) | 1988-10-26 | 1988-10-26 | Hydraulischer linearantrieb |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3836401A1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19757157C2 (de) * | 1997-12-20 | 2003-06-12 | Ipm Ingenieur Und Projektman G | Hydraulischer Linearantrieb |
WO2008128438A1 (fr) * | 2007-04-23 | 2008-10-30 | Wensheng Wu | Vérin électro-hydraulique |
EP1959146A3 (de) * | 2007-02-19 | 2011-03-09 | Robert Bosch GmbH | Elektrohydraulische Antriebseinrichtung |
EP3401552A1 (de) * | 2017-05-05 | 2018-11-14 | Hamilton Sundstrand Corporation | Fehlerkorrigierter hydraulischer aktuator |
-
1988
- 1988-10-26 DE DE19883836401 patent/DE3836401A1/de not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US10619654B2 (en) | 2017-05-05 | 2020-04-14 | Hamilton Sundstrand Corporation | Fail-fixed hydraulic actuator |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8141 | Disposal/no request for examination |