DE4008792A1 - Antrieb fuer einen hydraulischen zylinder, insbesondere differentialzylinder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Antrieb für einen hydraulischen Zylinder, insbesondere einen Differentialzylinder gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es ist häufig bei hydraulischen Antrieben erforderlich, daß der Kolben eines hydraulischen Zylinders hydraulisch einge­ spannt ist, das heißt, daß die Verschiebung des Kolbens ent­ gegen einem hydraulischen Druck erfolgen soll, der in dem Zylinderraum aufgebaut wird, aus dem bei Verschiebung des Kolbens das Arbeitsmittel verdrängt wird. Bei derartigen Antrieben ist es bekannt, das von einer Pumpe geförderte Arbeitsmittel über ein Wegeventil in den einen Zylinderraum zu führen und das aus dem anderen Zylinderraum verdrängte Arbeitsmittel über das Wegeventil und einen Drosselquer­ schnitt zum Tank zurückzuführen. An dem Drosselquerschnitt läßt sich der gewünschte Gegendruck oder Vorspanndruck einstellen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, den Gegendruck in einer hiervon abweichenden Weise zu erzeugen und einen Antrieb zu schaffen, bei dem der Gegendruck weitgehend verlustfrei genau geregelt werden kann.

Die genannte Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Erfindungsgemäß sind somit zwei Verstellpumpen vorgesehen, von denen die Fördermenge der mit dem Tank verbundenen Pumpe beim Ausziehen der mit dem Kolben verbundenen Kolbenstange etwas größer ist als das sich aus der Differenzfläche von Kolben- und Ringfläche ergebende Volumen und etwas kleiner ist, wenn beim Einziehen der Kolbenstange die Pumpe aus dem Kolbenraum in den Tank zurückfördert. Auf diese Weise wird von dieser Pumpe der Gegenhaltedruck aufgebaut.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Einstellung der Vorschubgeschwindigkeit der Kolbenstange vom Fördervolumen der die beiden Zylinderräume verbindenden Pumpe und die Einstellung des Einspanndruckes vom Förder­ volumen der mit dem Tank verbundenen Pumpe. Auf diese Weise ergibt sich ein Gesamtfördervolumen beider Pumpen, deren Förderströme sich jeweils nach Vorzeichen addieren oder subtrahieren. Damit lassen sich bei vorgegebener Vorschub­ geschwindigkeit und Lastverhältnissen über die vorgegebenen Sollwerte der Drücke und der Kolbenwirkfläche entsprechende Antriebs- und Gegenhaltekräfte erzeugen. Die Regelung der Pumpenverstelleinrichtungen führt somit zu einer Kraft­ regelung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.

Die Figur zeigt eine schematische Darstellung des Antriebes für einen Differentialzylinder.

In der Figur ist ein Differentialzylinder 1 mit einem Kolben 2 mit Kolbenstange 2a, einem Kolbenraum 3 und einem Ringraum 4 dargestellt. Der Kolbenraum 3 ist über eine Leitung 5 mit einer ersten Verstellpumpe 6 verbunden, die an einen Tank T angeschlossen ist. Die Einstellung des Verdrän­ gungsvolumens der Verstellpumpe 6 erfolgt durch eine bekannte Stelleinrichtung 7. Ferner ist an die Leitung 5 eine zweite Verstellpumpe 8 mit einer Verstelleinrichtung 9 angeschlossen, die über die Leitung 10 an den Ringraum 4 des Differentialzylinders angeschlossen ist. Die Messung des Druckes im Ringraum 4 erfolgt durch eine an die Leitung 10 angeschlossene Druckmeßeinrichtung 11, und eine Druckmeß­ einrichtung 12 mißt den Druck im Kolbenraum 3. Beide Ver­ stellpumpen 6 und 8 sind gemeinsam von einem Elektromotor 14 angetrieben. Die Geschwindigkeit des Kolbens 2 läßt sich an einem Wegaufnehmer 16 messen.

Die Wirkungsweise ist folgende: Soll der Kolben 2 nach rechts verschoben werden, also die Kolbenstange 2a ausge­ zogen werden, so fördern beide Verstellpumpen 6 und 8 gemeinsam in die Leitung 5 und damit in den Kolbenraum 3. Zum Aufbau eines Gegenhaltedruckes wird die Verstellpumpe 6 so eingestellt, daß sie aus dem Tank einen größeren Betrag in den Kolbenraum fördert als sich aus der Differenzfläche von Kolben- und Ringfläche ergibt. Damit wird einerseits eine bestimmte Verstellgeschwindigkeit des Kolbens 2 durch das Fördervolumen der Pumpe 8 erzielt und andererseits ergibt sich aus dem etwas größeren Volumen des zugeführten Arbeits­ mittels von der Pumpe 6 ein entsprechender Druckaufbau im Ringraum 4.

Im umgekehrten Falle, wenn sich der Kolben 2 mit Kolben­ stange 2a nach links in Richtung des Kolbenraumes 3 bewegt, also die Kolbenstange eingezogen wird, wird die zweite Verstellpumpe 8 so verschwenkt, daß sie Arbeitsmittel aus dem Kolbenraum 3 in den Ringraum 4 fördert, während die aus dem Kolbenraum 3 verdrängte Restmenge über die erste Ver­ stellpumpe 6 zum Tank hin abgeführt wird. In diesem Fall wird die Verstellpumpe 6 so eingestellt, daß sie etwas weniger zum Tank fördert als sich normalerweise aus der Differenz des von der zweiten Pumpe 8 aus dem Kolbenraum 3 zum Ringraum 4 geförderten Arbeitsmittelmenge ergibt. Die Folge davon ist ebenfalls ein entsprechender Druckaufbau im Kolbenraum 3. Durch den vorstehend geschilderten Antrieb bleibt somit der Kolben 2 unabhängig von seiner Betäti­ gungsrichtung auf beiden Seiten eingespannt. Dies erfolgt dadurch, daß die Pumpe 6 so eingestellt wird, daß das zu- und abzugeführende Volumen jeweils um einen bestimmten Betrag größer ist als dies aufgrund der Differenzfläche von Kolben und Ringfläche erforderlich wäre. Durch entsprechende Dosierung dieser Fördermengendifferenz bei gleichzeitiger Berücksichtigung der an Zylinder und Pumpen auftretenden Leckagen, ergibt sich dann jeweils der gewünschte Gegen­ haltedruck.

Selbstverständlich können in den Leitungen zwischen den Pumpen 6 und 8 und dem Zylinder auch Ventile vorgesehen sein, um die Pumpen je nach Anwendungsfall auch getrennt für unterschiedliche Antriebe verwenden zu können. Als Beispiel sei eine Spritzgießvorrichtung genannt, bei der das Schließen der Formhälften mit der in der Figur darge­ stellten Anordnung erfolgt, wobei der Zylinder 1 zur Betätigung einer zu öffenenden bzw. zu schließenden Form­ hälfte dient und das Schließen der Form gegen einen im Ringraum 4 einzustellenden Gegenhaltedruck erfolgt. Zum Öffnen der Form genügt es, den Ringraum 4 über die Pumpe 8 mit dem Tank zu verbinden, während das aus dem Kolbenraum 3 verdrängte Arbeitsmittel direkt zum Tank abgeführt wird. Die hierzu erforderlichen Ventile sind in der Figur nicht dargestellt.

Claims (5)

1. Antrieb für einen hydraulischen Zylinder, insbesondere einen Differentialzylinder, mit einer Pumpe zum Fördern von Arbeitsmittel aus einem Tank in den sich vergrößernden Zylinderraum des Zylinders, wobei in dem aus dem anderen Zylinderraum verdrängten Arbeitsmittel ein Gegendruck in diesem Zylinderraum aufgebaut und der Kolben hydraulisch eingespannt wird, dadurch gekennzeichnet, daß beide Zylinderräume (3, 4) über eine Verstellpumpe (8) mit­ einander verbunden sind und der größere Zylinderraum mit der mit dem Tank verbundenen Verstellpumpe (6) verbunden ist.

2. Antrieb nach Anspruch 1 für einen Differential­ zylinder, dadurch gekennzeichnet, daß beide Verstellpumpen (6, 8) über eine gemeinsame Leitung an den Kolbenraum (3) des Differentialzylinders angeschlossen sind und der Ringraum (4) des Differentialzylinders an die zweite Verstellpumpe (8) angeschlossen ist.

3. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Verstellpumpen (6, 8) einen gemeinsamen Antrieb (14) aufweisen.

4. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Fördermenge jeder Pumpe (6, 8) so eingestellt wird, daß abhängig von einer vorbestimmten Verstellgeschwindigkeit des Kolbens (2) beim Ausziehen der mit dem Kolben verbundenen Kolbenstange 2a die vom Tank (T) ansaugende Pumpe (6) ein Volumen fördert, das etwas größer ist als das sich aus der Differenzfläche von Kolben- und Ringfläche (A1, A2) ergebende Volumen bzw. etwas kleiner ist, wenn beim Einziehen der Kolbenstange (2a) die Pumpe aus dem Kolbenraum (3) in den Tank zurückfördert.

5. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung der Vorschubgeschwindigkeit der Kolbenstange (2a) im wesentlichen der Förderstrom der Pumpe (8) und zur Regelung des Einspanndruckes der Förder­ strom der Pumpe (6) verantwortlich ist.