DE3922008C2 - - Google Patents
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- D05—SEWING; EMBROIDERING; TUFTING
- D05B—SEWING
- D05B69/00—Driving-gear; Control devices
- D05B69/08—Fluid drives, e.g. pneumatic
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D3/00—Control of position or direction
- G05D3/12—Control of position or direction using feedback
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Steuer
anordnung aus zwei kreuzweise hydraulisch verbundenen
hydraulischen Einheiten, aus Antriebs- und Abtriebsein
heiten, die an die antriebs- und abtriebsseitigen hydrau
lischen Einheiten angeschlossen sind, und aus einer
Steuereinrichtung zur Synchronisierung der hydraulischen
Verbindung zwischen den beiden hydraulischen Einheiten.
Eine hydraulische Steueranordnung der gattungsgemäßen
Art ist aus der DE 24 38 557 A1 vorbekannt. Damit sich
die beweglichen Antriebs- und Abtriebselemente der kreuz
weise hydraulischen verbundenen Antriebs- und Abtriebsein
heiten synchron zueinander bewegen können, ist die Steuer
einrichtung als hydraulische Steuereinrichtung ausgebildet,
mittels welcher ein Fluid einer externen Fluidquelle selektiv
in jede der beiden die hydraulischen Einheiten kreuzweise
verbindenden Leitungen zuführbar ist, um Gleichlaufunter
schiede der beweglichen Antriebs- und Abtriebselemente der
hydraulischen Antriebs- und Abtriebseinheiten zu korrigieren
oder um eine gewünschte Position oder eine Geschwindigkeits
differenz zwischen den bewegten Antriebs- und Abtriebselementen
zu erreichen. Durch Atmen der hydraulischen Verbindungs
leitungen in Form von Schläuchen oder Rohren sowie durch
Überstromverluste an den Dichtungen der hydraulischen
Einheiten treten druckabhängige Volumenverluste in
Erscheinung, die Wegfehler der hydraulischen Abtriebsein
heit bewirken, wenn die Volumenverluste nicht ausgeglichen
werden. Die bei der bekannten hydraulischen Steueranordnung
für die Steuereinrichtung verwendeten Ausgleichsventile
arbeiten unbefriedigend, weil die Kraftschlüssigkeit
zwischen Antriebs- und Abtriebsseite während des Aus
gleichsvorganges behindert wird. Außerdem führen die
Volumenverluste, die auf dem hydraulischen Übertragungs
weg zwangsläufig auftreten, zu prinzipiell nicht behebbaren
Wegfehlern bzw. zu Winkelfehlern, die frühestens im
nächsten Totpunktbereich der hier verwendeten Zylinder
kolbeneinheiten korrigiert werden können. Somit ist die
bekannte hydraulische Steueranordnung einerseits aufwendig
in ihrer eine Vielzahl von Ventilen und Leitungen er
fordernden Bauweise und arbeitet andererseits unbe
friedigend im Hinblick auf die erforderliche Synchroni
sation zwischen den antriebs- und abtriebsseitigen hydrau
lischen Einheiten.
Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, eine
hydraulische Steuereinrichtung der gattungsgemäßen Art zu
schaffen, die auf einfache Weise eine positionsgenaue
Synchronisierung von miteinander verbundenen hydraulischen
Antriebs- und Abtriebseinheiten ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß
die Steuereinrichtung antriebsseitig einen auf das beweg
liche Antriebselement der hydraulischen Antriebseinheit
einwirkenden, rückstellbaren Magneten und abtriebsseitig
einen auf das bewegliche Abtriebselement der hydraulischen
Abtriebseinheit einwirkenden Weggeber aufweist und daß
die Steuereinrichtung ferner eine Steuerungs-/Regelungs
einheit umfaßt, die den Magneten in Abhängigkeit von den
Signalen des Weggebers über einen Stromsteller steuert.
Durch die ausschließliche Regelung der hydraulischen
Steueranordnung auf der Antriebsseite dergestalt, daß
Volumenverluste durch einen größeren Weg des beweglichen
Antriebselementes ausgeglichen werden können, ist eine
absolute Weg- und Winkelsynchronität zwischen den kreuz
weise hydraulisch verbundenen hydraulischen Antriebs-
und Abtriebseinheiten erzielbar. Hierzu ist der Wegver
lauf nicht durch eine hydraulische Steuereinrichtung
vorgegeben, sondern die Antriebsanordnung verfügt zu jedem
Zeitpunkt über eine ausreichende Regelreserve. Diese
wird in Form des rückstellbaren Magneten verwirklicht.
Dessen Wegposition kann durch Regelung des Ankerstromes
jederzeit erzwungen werden. Dazu wird das bewegliche
Abtriebselement der hydraulischen Abtriebseinheit mit dem
Weggeber ausgestattet, dessen Signal der Steuerungs-/
Regelungseinheit, die mit einem Steuerungsrechner ver
sehen ist, zugeführt wird. Mit deren Hilfe ist es nun
möglich, über den Stromsteller den Magnetankerstrom so
zu regeln, daß sich auf der hydraulischen Abtriebsseite
der gewünschte Zeit-Wegverlauf ergibt. Hydraulische
Volumenverluste können somit weitgehend ausgeglichen
werden.
Die hydraulische Steueranordnung zeichnet sich durch ihre
mechanische Einfachheit, durch Robustheit und Preis
günstigkeit der Steuereinrichtung aus, sowie durch die
Tatsache, daß für die Versorgung des antriebsseitig ange
ordneten Magneten nur relativ einfache Stromsteller benötigt
werden. Beliebig viele dieser magnethydraulischen Ein
heiten können synchron betrieben werden, indem die
getrennten Steuerungen entweder einer gemeinsamen elek
trischen Führungsgröße folgen oder aber alle Einheiten
an einen zentralen Steuerungscomputer angeschlossen werden.
Zwischen den einzelnen hydraulischen Antrieben sind dann
auch beliebige Phasenverschiebungen realisierbar.
Die Erfindung läßt sich mit besonderem Vorteil bei Näh
maschinen einsetzen, bei welchen eine Vielzahl von
Abtriebselementen positionsgenau synchronisiert werden
müssen und/oder mit bestimmten Phasenverschiebungen zuein
ander arbeiten. Dabei können die hydraulischen Antriebs-
und Abtriebseinheiten relativ weit voneinander entfernt
angeordnet werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben
sich aus den Unteransprüchen. Hingewiesen wird insbesondere
auf die Ausführung der hydraulischen Steueranordnung mit
doppelt wirkenden Zylinderkolbeneinheiten als hydraulische
Antriebs- und Abtriebselemente.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen
dargestellten Ausführungsbeispieles einer hydraulischen
Steueranordnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt
die Steueranordnung in einer für eine Nähmaschine konzi
pierten Ausbildung.
Die hydraulische Steueranordnung umfaßt zwei hydraulische
Einheiten 1, 2, die als Zylinderkolbeneinheiten ausgebildet
und über Verbindungsleitungen 3, 4 kreuzweise hydraulisch
miteinander verbunden sind. Jede hydraulische Einheit 1,
2 besteht aus einem Zylinder 5, 6, aus einem darin geführten
Kolben 7, 8 und diese führenden Kolbenstangen 9, 10. An
diese sind nicht näher dargestellte Antriebs- und Abtriebs
einheiten 11, 12 angeschlossen. Die hydraulische Einheit
1 bildet eine Antriebseinheit und die hydraulische Einheit
2 bildet eine Abtriebseinheit. Die derart gegenläufig
bzw. kreuzweise über die Verbindungsleitungen 3, 4 ver
bundenen hydraulischen Antriebs- und Abtriebseinheiten 1,
2 werden z. B. bei Nähmaschinen eingesetzt, deren Oberteil
aufgrund der Größe der Nähmaschine räumlich getrennt
vom Unterteil angeordnet ist, so daß die hydraulische
Antriebseinheit 1 über relativ lange Verbindungsleitungen
3, 4 mit der hydraulischen Abtriebseinheit 2 verbunden ist.
Zur Synchronisation der hydraulischen Verbindung zwischen
den beiden hydraulischen Antriebs- und Abtriebseinheiten
1, 2 ist eine Steuereinrichtung 13 vorgesehen, die antriebs
seitig einen auf das als Kolbenstange 9 ausgebildete
Antriebselement der hydraulischen Antriebseinheit 1 einwir
kenden rückstellbaren Magneten 17 und abtriebsseitig einen
auf das als Kolbenstange 10 ausgebildete Abtriebselement
der hydraulischen Antriebseinheit 2 einwirkenden Weggeber
14 aufweist, die als Doppelhubmagnet bzw. als Wegsensor
ausgebildet sind. Die Steuereinrichtung 13 umfaßt ferner
eine Steuerungs-/Regelungseinheit 15, die den Doppel
hubmagneten 17 in Abhängigkeit von den Signalen des
Wegsensors 14 über einen Stromsteller 16 steuert, der
bei einem mit Gleichstrom betriebenen Doppelhubmagneten 17
als Gleichstromsteller ausgebildet ist. Die Steuerein
richtung 13 umfaßt ferner eine Eingabeeinheit 18, welche
die Vorgabe einer Frequenz und des Hubes der Kolben 7, 8
der beiden hydraulischen Antriebs- und Abtriebseinheiten
1, 2 ermöglicht.
In der dargestellten Ausführungsform arbeitet der elek
trische Doppelhubmagnet 17 gegen zwei Federn 18, 19, die
sich am Zylinder 5 abstützen , so daß die Wegposition
des Doppelhubmagneten 17 jederzeit durch den Ankerstrom
über den Gleichstromsteller 16 erzwungen werden kann.
Die beschriebene hydraulische Steueranordnung arbeitet wie
folgt:
Unter Wirkung der mechanischen Antriebseinheit 11 wird die
Kolbenstange 9 der antriebsseitigen hydraulischen Einheit 1
betätigt, so daß der Kolben 7 innerhalb des Zylinders 5
hin- und herbewegt wird, wie es durch den Pfeil dargestellt
ist. Über die sich in den Verbindungsleitungen 3, 4 befind
lichen Ölsäulen wird der Kolben 8 der hydraulischen Ab
triebseinheit 2 ebenfalls hin- und herbewegt, so daß die
mechanische Abtriebseinheit 12 in Pfeilrichtung hin- und
herbewegt wird. Die hydraulische Steueranordnung soll
bewirken, daß die beiden mechanischen Antriebe 11, 12 über
die hydraulischen Einheiten 1, 2 positionsgenau synchroni
siert sind. Durch Atmen der hydraulischen Verbindungs
leitungen 3, 4 , die als Schläuche oder Rohre ausgebildet
sind, sowie durch Überstromverluste an den Dichtungen der
Kolben 7, 8 treten druckabhängige Volumenverluste in
Erscheinung, die Wegfehler des Kolbens 8 und damit der
Kolbenstange 10 der Abtriebseinheit 2 bewirken, wenn diese
nicht ausgeglichen werden. Das Ausgleichen der über den
Wegsensor 14 ermittelten Wegfehler erfolgt antriebsseitig
dadurch, daß Volumenverluste durch einen größeren Weg
des Kolbens 7 ausgeglichen werden, so daß eine absolute
Weg- und Winkelsynchronität erzielbar ist. Hierzu verfügt
die hydraulische Steueranordnung zu jedem Zeitpunkt über
eine ausreichende Regelreserve. Diese ist durch den
elektrischen Doppelhubmagneten 17 gegeben, der gegen
die beiden Federn 19, 20 arbeitet, so daß seine Weg
position durch den Ankerstrom mittels des Gleichstromstellers
16 jederzeit erzwungen werden kann. Mit Hilfe des in der
Steuerungs- und Regelungseinheit 15 befindlichen Steuerungs
rechners ist es möglich, über den Gleichstromsteller 16
den Ankerstrom des Doppelhubmagneten 17 so zu regeln,
daß sich auf der hydraulischen Abtriebsseite 2 der gewünschte
Zeit-/Wegverlauf des Kolbens 8 bzw. der mechanischen
Abtriebseinheit 12 ergibt. Hydraulische Volumenverluste
können somit ausgeglichen werden.
Beliebig viele der magnethydraulischen Steueranordnungen
können synchron betrieben werden, indem die getrennten
Steuerungen entweder einer gemeinsamen elektrischen Führungs
größe folgen oder aber Steueranordnungen an einen zentralen
Steuerungscomputer angeschlossen werden. So sind auch
beliebige Phasenverschiebungen zwischen den einzelnen
hydraulischen Abtrieben realisierbar. Ein Ausgleich der
Massenkräfte erster Ordnung, die an den oszillierenden
Kolben 7, 8 auftreten können, kann durch einen parallel
liegenden dichtungslosen Pseudokolben erfolgen.
Claims (6)
1. Hydraulische Steueranordnung aus zwei kreuzweise hydrau
lisch verbundenen hydraulischen Einheiten (1, 2), aus
Antriebs- und Abtriebseinheiten (11, 12) die an die antriebs-
und abtriebsseitigen hydraulischen Einheiten (1, 2) ange
schlossen sind, und aus einer Steuereinrichtung (13) zur
Synchronisierung der hydraulischen Verbindung (3, 4)
zwischen den beiden hydraulischen Einheiten (1, 2),
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuereinrichtung (13) antriebsseitig einen auf
das Antriebselement (7, 9) der hydraulischen Antriebsein
heit (1) einwirkenden rückstellbaren Magneten (17) und
abtriebsseitig einen auf das Abtriebselement (8, 10) der
hydraulischen Abtriebseinheit (2) einwirkenden Weggeber
(14) aufweist und daß die Steuereinrichtung (13) eine
Steuerungs-/Regelungseinheit (15) umfaßt, die den
Magneten (17) in Abhängigkeit von den Signalen des Weg
gebers (14) über einen Stromsteller (16) steuert.
2. Hydraulische Steueranordnung nach Anspruch 1, wobei
die hydraulischen Einheiten als Zylinderkolbeneinheiten
ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub
magnet (17) mit der Kolbenstange (9) der antriebsseitigen
Zylinderkolbeneinheit (1) und der Weggeber (14) mit der
Kolbenstange (10) der abtriebsseitigen Zylinderkolbenein
heit (2) verbunden sind.
3. Hydraulische Steueranordnung nach einem der Absprüche
1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der rückstellbare Hub
magnet (17) mit einer Rückstellfeder versehen ist.
4. Hydraulische Steueranordnung nach einem der Ansprüche
1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der rückstellbare
Hubmagnet als Doppelhubmagnet (17) ausgebildet ist.
5. Hydraulische Steueranordnung nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Doppelhubmagnet (17) gegen zwei
Federn (18, 19) arbeitet.
6. Hydraulische Steueranordnung nach einem der Ansprüche
1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Doppelhubmagnet
(17) über einen Gleichstromsteller (16) von der Steuerungs-/
Regelungseinheit (15) steuerbar ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893922008 DE3922008A1 (de) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | Hydraulische steueranordnung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893922008 DE3922008A1 (de) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | Hydraulische steueranordnung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3922008A1 DE3922008A1 (de) | 1991-01-10 |
DE3922008C2 true DE3922008C2 (de) | 1991-04-11 |
Family
ID=6384293
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19893922008 Granted DE3922008A1 (de) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | Hydraulische steueranordnung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3922008A1 (de) |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2438557A1 (de) * | 1973-08-16 | 1975-03-06 | Davy Loewy Ltd | Hydraulische steueranordnung |
-
1989
- 1989-06-30 DE DE19893922008 patent/DE3922008A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3922008A1 (de) | 1991-01-10 |
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