DE603534C

DE603534C - Control for a hydraulic servo motor

Info

Publication number: DE603534C
Application number: DEW88226D
Authority: DE
Inventors: Ewald Dornhoefer
Original assignee: ADOLF WALDRICH
Current assignee: ADOLF WALDRICH
Priority date: 1932-02-16
Filing date: 1932-02-16
Publication date: 1935-03-07

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM 7. MÄRZ 1935ISSUED ON MARCH 7, 1935

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

. KLASSE 49c GRUPPE los. CLASS 49c GROUP going

Adolf Waldrich in Coburg*) Steuerung für einen hydraulischen ServomotorAdolf Waldrich in Coburg *) Control for a hydraulic servo motor

Patentiert im Deutschen Reiche vom 16. Februar 1932 abPatented in the German Empire on February 16, 1932

Bei Maschinen mit hin und her gehender Hauptbewegung, wie z. B. Hobelmaschinen, erfolgt der Antrieb in jüngster Zeit auch durch Öldruckgetriebe. Gerade für diese Maschinen ist der hydraulische Antrieb von großer Bedeutung. Abgesehen von der möglichen stufenlosen Regulierung der Geschwindigkeiten, lassen sich mit demselben Geschwindigkeitssteigerungen erzielen, welche bei Maschinen normalerFor machines with a reciprocating main movement, such as B. planing machines the drive recently also by oil pressure gears. Especially for these machines the hydraulic drive is of great importance. Apart from the possible stepless Regulating the speeds, can be increased with the same speed which are more normal with machines

ίο Bauart infolge der großen Massenkräfte nicht möglich waren.ίο No design due to the large inertia forces were possible.

Um eine hin und her gehende Bewegung mittels Öldruckgetriebes zu erzeugen, sind allgemein erforderlich: eine Ölpumpe, ein Steuerventil und der Zylinder mit Kolben und Kolbenstange bzw. auch ein umlaufender Ölmotor, welcher einen Zahnstangentrieb antreibt. Das Steuerventil, welches entweder Unmittelbar oder auch durch eine Vorsteuerung bekannter Ausführung beeinflußt werden kann, läßt sich zur Bewegungsumkehr des hin und her gehenden Teiles nur bis zu gewissen Geschwindigkeiten verwenden, da sonst Stöße nicht zu vermeiden sind. Aus diesem Grunde bewegt man den Pumpenkörper der Pumpe durch ihren Nullpunkt und erzielt so eine Umkehr der Förderrichtung des Ölstromes und der Tischbewegung, welche stoßfrei ist. Der Schaltvorgang, also das Verschieben oder Schwenken des Pumpenkörpers, ist von Hand nicht möglich. Es muß jedoch der Schaltvorgang von dem Bedienungsmann spielend leicht ausgeführt werden können. Außerdem muß dieser die Maschine jederzeit ausschalten können. Es ist bekannt, die erforderlichen Bewegungen durch Servomotoren ausführen zu lassen, welche von einer Hilfspumpe angetrieben und durch ein Ventil gesteuert werden. Um jedoch die Maschine stillzusetzen, sind bisher besondere Ventile erforderlich gewesen.In order to generate a reciprocating movement by means of an oil pressure gear, are generally required: an oil pump, a control valve and the cylinder with piston and piston rod or a rotating oil motor that drives a rack and pinion drive. The control valve, which either directly or through a pilot control known design can be influenced, can be used to reverse the movement of the back and forth Only use the moving part up to certain speeds, otherwise shocks cannot be avoided. For this reason, the pump body of the pump is moved through its zero point and thus achieves a reversal of the conveying direction of the oil flow and the table movement, which is shock-free. The switching process, i.e. moving or Swiveling the pump body is not possible by hand. However, it must be the switching process can be easily performed by the operator. aside from that he must be able to switch off the machine at any time. It is known the required To have movements carried out by servo motors, which are driven by an auxiliary pump and controlled by a valve. In order to shut down the machine, however, are previously special valves have been required.

Bei den bekannten Ausführungen ist meist ein Ventil zum Steuern des Servomotors sowie ein weiteres zum Kurzschließen des Treibmittelstromkreises und damit zum Stillsetzen des hin und her gehenden Teils vorgesehen (bei größeren Maschinen muß außerdem zur Beeinflussung des Ein-' und Ausschaltventils eine besondere Hilfssteuerung vorgesehen werden). Beide Ventile müssen jedes für sich bedient werden. Hierdurch wird die Bedienung der Maschine erschwert, und Bedienungsfehler können unter Umständen Unglücksfälle verursachen.In the known designs there is usually a valve for controlling the servo motor as well another to short-circuit the propellant circuit and thus to shut it down of the reciprocating part (for larger machines, the A special auxiliary control is provided for influencing the on 'and off valve will). Both valves must be operated individually. This makes the operation complicates the machine, and operating errors can lead to accidents cause.

Bei einer weiter bekannten Ausführung der Steuerung eines Servomotors sind zwei Hilfspumpen erforderlich.In a further known embodiment of the control of a servomotor, there are two auxiliary pumps necessary.

Gegenstand der Erfindung ist die Steuerung für einen hydraulischen Servomotor, der die Umsteuerung der Primärpumpe einer hydraulischen Antriebsvorrichtung an Werkzeugmaschinen mit hin und her gehender Hauptbewegung bewirkt, mit dem besonderen Kenn-The invention relates to the control for a hydraulic servomotor which the Reversing the primary pump of a hydraulic drive device on machine tools caused by a reciprocating main movement, with the special characteristic

*) Von dem Palentsticher ist als der Erfinder angegeben worden.*) The inventor of the palm stapler has been named.

Ewald Domhöfer in Coburg.Ewald Domhöfer in Coburg.

zeichen, daß außer dem den Servomotorkolben in den beiden Endlagen steuernden Steuerventil zwar auch ein zweites Ventil angeordnet ist, dessen Steuerung jedoch in Abhängigkeit von den Bewegungen des Servomotorkolbens erfolgt und das bei einer bestimmten Zwischenlage (z. B. Mittellage) des Servomotorkolbens den Weg für das Druckmittel nach beiden Seiten des Servomotorkolbens freigibt, sofern ίο das Steuerventil gleichzeitig in eine entsprechende Zwischen- (Mittel-) Lage gebracht ist, in der es mittels besonderer Steuerschlitze zwei Leitungen kurzschließt bzw. sie gleichzeitig mit dem Ablauf verbindet, die an einer der Zwischen- (Mittel-) Lage des Servomotorkolbens entsprechenden Stelle von dem Servomotorgehäuse etwa um die Kolbendicke voneinander entfernt abgehen.sign that besides the control valve controlling the servomotor piston in the two end positions a second valve is also arranged, but its control is dependent from the movements of the servomotor piston takes place and that at a certain intermediate position (e.g. central position) of the servomotor piston the way for the pressure medium to both Releases sides of the servomotor piston, provided that ίο the control valve at the same time in a corresponding Intermediate (middle) position is brought into it by means of special control slots short-circuits two lines or at the same time connects them to the drain that is connected to one the position corresponding to the intermediate (middle) position of the servomotor piston from the servomotor housing depart from each other by about the thickness of the piston.

Da erfindungsgemäß nur ein Steuerventil zu betätigen und nur eine Hilfspumpe erforderlich ist, sind die oben beschriebenen Nachteile der bekannten Ausführungen vermieden. Bei der Darstellung der Erfindung sind die als bekannt vorausgesetzten Elemente zur Verdeutlichung der Steuervorgänge mit eingezeichnet und beschrieben.
Auf der Zeichnung bedeutet: Abb. ι Schnitt durch den Primärteil eines Ölantriebes,Since, according to the invention, only one control valve has to be actuated and only one auxiliary pump is required, the disadvantages of the known designs described above are avoided. In the illustration of the invention, the elements assumed to be known are also drawn in and described to clarify the control processes.
In the drawing: Fig. Ι section through the primary part of an oil drive,

Abb. 2 die Begrenzung der Steuerausschläge, Abb. 3 Schnitt durch den Steuerzylinder und die Ventile mit den Rohrleitungen in Ruhestellung,Fig. 2 the limitation of the control deflections, Fig. 3 section through the control cylinder and the valves with the pipelines in rest position,

Abb. 4 Schnitt durch das Ventilgehäuse. Abb. 5 entspricht Abb. 3, zeigt jedoch die Einleitung des Steuervorganges.Fig. 4 Section through the valve housing. Fig. 5 corresponds to Fig. 3, but shows the Initiation of the control process.

Abb. 6 entspricht Abb. 3, zeigt den Beginn des Umsteuervorganges nach der anderen Seite. Abb. 7 entspricht Abb. 3 und 4, zeigt den Beginn des Ausschaltvorganges.Fig. 6 corresponds to Fig. 3, showing the beginning of the reversing process on the other side. Fig. 7 corresponds to Figs. 3 and 4, shows the start of the switch-off process.

Abb. 8 und 9 zeigen weitere Ausführungsarten des Steuerzylinders. Figs. 8 and 9 show other types of control cylinder.

Die im Gehäuse 1 verschiebbar angeordnete Kapselpumpe 2 ist in Mittelstellung M gezeichnet. Es ist dann der von der Pumpe geförderte ölstrom· kurzgeschlossen. Eine Verschiebung des Pumpenkörpers nach rechts in Stellung R bedeutet Förderung des Ölstroms durch Leitung 3, eine Verschiebung nach links in Stellung V bedeutet Förderung durch Leitung 4. Eine durchgehende Verschiebung von V nach R über M oder von R nach V über M entspricht je einem Umsteuervorgang. Die Verschiebung erfolgt in bekannter Weise dadurch, daß ein an der Pumpe 2 fest angeordneter Gewindezapfen 5 in einer als Mutter ausgebildeten, im Gehäuse 1 drehbar angeordneten Schaltachse 6 gehalten ist. Die Achse 6 ist außerdem im Gehäuse 1 axial fixiert, so daß eine Drehung derselben eine geradlinige Bewegung des Pumpenkörpers 2 bedeutet. Auf der Achse 6 ist nur ein Kolbenflügel 7 fest angeordnet, welcher im Raum 8 schwingen kann (s. Abb. 3). Außerdem ist auf der Achse 6 ein Schwinghebel 9 und ein Kettenrad 10 fest angeordnet. Der Schwinghebel 9 (Abb. 2) ist in Mittelstellung entsprechend Stellung M der Pumpe 2 gezeichnet. Jeder Ausschlag nach beiden Seiten kann durch die verstellbaren Anschläge 11 und 12 beliebig begrenzt werden. Es entsprechen dem verschiedene Stellungen des Purnpenkörpers 2, was jedesmal, wie bekannt, eine Änderung der Fördermenge bedeutet.The capsule pump 2, which is arranged displaceably in the housing 1, is shown in the middle position M. The oil flow delivered by the pump is then short-circuited. A shift of the pump body to the right in position R means delivery of the oil flow through line 3, a shift to the left in position V means delivery through line 4. A continuous shift from V to R via M or from R to V via M corresponds to one reversal process . The displacement takes place in a known manner in that a threaded pin 5 which is fixedly arranged on the pump 2 is held in a switching axis 6 which is designed as a nut and is rotatably arranged in the housing 1. The axis 6 is also axially fixed in the housing 1, so that a rotation of the same means a rectilinear movement of the pump body 2. On the axis 6 only one piston wing 7 is fixedly arranged, which can oscillate in the space 8 (see Fig. 3). In addition, a rocker arm 9 and a chain wheel 10 are fixedly arranged on the axis 6. The rocker arm 9 (Fig. 2) is drawn in the middle position corresponding to position M of the pump 2. Each deflection on both sides can be limited as desired by the adjustable stops 11 and 12. It corresponds to the different positions of the pump body 2, which each time, as is known, means a change in the delivery rate.

In den Raum 8 münden die Leitungen 13 und 14 sowie 15 und 16. Die Leitungen 13 und 4 stehen zunächst mit dem Ventil 17 und ferner durch Nebenleitungen 18 und 19 mit Ventil 20 in Verbindung. Außerdem bestehen noch die Verbindungsleitungen 21 und 22 zwischen Ventil 17 und 20 (s. den in. Abb. 4 dargestellten Schnitt a-b). The lines 13 and 14 as well as 15 and 16 open into the space 8. The lines 13 and 4 are initially connected to the valve 17 and furthermore through secondary lines 18 and 19 to the valve 20. In addition, there are connecting lines 21 and 22 between valve 17 and 20 (see the section shown in Fig. 4 ).

Die Leitungen 15 und 16 münden ebenfalls, aber an ₄einer anderen Stelle, in Ventil 17 (s. Abb. 4). Ventil 17 ist mit dem Hebel 23 verbunden. Dieser Hebel kann mittels Zugstange 24, Hebels 25 entweder von Hand oder von Steuerschienen 26 und 27 bewegt werden. Die Steuerschienen können entweder an einem umlaufenden oder geradlinig hin und her gehenden Maschinenteil angebracht' werden, welcher seine Bewegung von der Pumpe 2 erhält. Das Ventil 20 wird mittels Kettenräder 28 und 10 und nicht gezeichneter Kette betätigt und ist so von der Bewegung der Achse 6 abhängig.The lines 15 and 16 also open _{into valve 17, but at a different point 4} (see Fig. 4). Valve 17 is connected to lever 23. This lever can be moved either by hand or by control rails 26 and 27 by means of pull rod 24, lever 25. The control rails can either be attached to a rotating machine part or a machine part that moves back and forth in a straight line and which receives its movement from the pump 2. The valve 20 is actuated by means of chain wheels 28 and 10 and a chain (not shown) and is thus dependent on the movement of the axis 6.

In Ventil 17 mündet die Druckleitung 29, welche von einer Räderpumpe 30 gespeist wird und in welche ein Überdruckventil 31 mit Abflußleitung 32 eingebaut ist. In die Räderpumpe 30 mündet die Saugleitung 33, welche mit dem Ventil 17 und dem Ölgefäß 34 in Verbindung steht.The pressure line 29, which is fed by a wheel pump 30, opens into valve 17 and in which a pressure relief valve 31 with a drain line 32 is installed. In the wheel pump 30 opens the suction line 33, which with the valve 17 and the oil tank 34 in Connection.

Die Steuervorgänge werden nachstehend beschrieben. Das maßgebende Steuerorgan ist Hebel 25, ferner in zweiter Linie auch die Anschläge 11 und 12, mit deren Hilfe die Fördermenge der Pumpe 2 und damit die Geschwindigkeiten des nicht dargestellten Sekundärteils geregelt werden können.. In Abb. 3 steht Hebel 25 auf Stellung S. Das ist Stillstand. Hebel 23 und Ventil 17 haben eine entsprechende Stellung, wie dargestellt. Der von der Räderpumpe 30 erzeugte Ölstrom fließt über Leitung 29, Ventil 17, Leitungen und 22, Leitungen 18 und 19, 13 und 14 in Raum 8 und durch Leitungen 15 und 16, Ventil 17 und Leitung 33 in die Pumpe 30 zurück. Die Stellung des Kolbenflügels 7 entspricht der Stellung M der Pumpe 2 und ändert sich zunächst nicht. ·The control operations are described below. The decisive control element is lever 25, and secondly also the stops 11 and 12, with the help of which the delivery rate of the pump 2 and thus the speeds of the secondary part (not shown) can be regulated. In Fig. 3, lever 25 is in position S. That is standstill. Lever 23 and valve 17 have a corresponding position, as shown. The oil flow generated by the wheel pump 30 flows via line 29, valve 17, lines and 22, lines 18 and 19, 13 and 14 into space 8 and through lines 15 and 16, valve 17 and line 33 back into the pump 30. The position of the piston wing 7 corresponds to the position M of the pump 2 and does not initially change. ·

Es wird nun Hebel 25 auf Stellung T ge-Lever 25 is now moved to position T

bracht (Abb. 5). Das Ventil 17 nimmt die gezeichnete Stellung ein. Die Stellung des Ventils 20 hat sich infolge der Abhängigkeit desselben von Achse 6 zunächst noch nicht geändert. Der Ölstrom fließt von 30 über Leitung 29, Ventil 17, Leitung 13 in Raum 8. (Der Weg über ig und 20 zu den Leitungen 18 und 14 ist versperrt, s. auch Abb. 4.) Da nun die Leitungen 15 und 16 durch Ventil 17brings (Fig. 5). The valve 17 assumes the position shown. The position of the Valve 20 has not yet changed due to its dependency on axis 6 changed. The oil flow flows from 30 via line 29, valve 17, line 13 into space 8. (The path via ig and 20 to lines 18 and 14 is blocked, see also Fig. 4.) There now the lines 15 and 16 through valve 17

ebenfalls versperrt sind, wird der Ölstrom den Kolbenflügel 7 in Pfeilrichtung in die strichpunktierte Stellung bringen, was eine Verschiebung des Pumpenkörpers und damit den Beginn der Förderung bedeutet. Das linksare also blocked, the oil flow is the piston wing 7 in the direction of the arrow in the dash-dotted line Bring position, which means a displacement of the pump body and thus the start of the delivery. The one on the left

vom Kolbenflügel 7 befindliche Öl geht durch Leitung 14, Ventil 17 und Leitung 33 in die Pumpe 30 zurück. Sobald der Kolbenflügel in die strichpunktierte Stellung gelangt, liegt auch Hebel 9 (Abb. 2) gegen Anschlag 11.from the piston wing 7 located oil goes through line 14, valve 17 and line 33 in the Pump 30 back. As soon as the piston wing reaches the dot-dash position, lies also lever 9 (Fig. 2) against stop 11.

Jetzt bläst das Überdruckventil 31 ab und führt durch Leitung 32 die von Pumpe 30 geförderte Ölmenge in den ölbehälter 34 zurück. Inzwischen hat sich auch entsprechend der Bewegung des Kolbenflügels 7 die Stellung des Ventils 20 geändert, und zwar so, wie in Abb. 6 dargestellt ist.The pressure relief valve 31 now blows off and the pump 30 feeds through line 32 Amount of oil in the oil container 34 back. In the meantime, the Movement of the piston wing 7 changed the position of the valve 20, as in FIG Fig. 6 is shown.

Es wird nun nach Abb. 6 der Hebel 25 in Stellung U gebracht. Das Ventil 17 nimmt die entsprechende gezeichnete Stellung ein.The lever 25 is now brought into position U as shown in FIG. The valve 17 assumes the corresponding position shown.

Der Ölstrom fließt nun durch Leitung 29, Ventil 17 und Leitung 14 nach 8 (Leitung 18 ist gesperrt). Da nun ebenfalls durch Ventil 17 die Leitungen 15 und 16 gesperrt sind, wird der ölstrom den Kolbenflügel 7 in die strichpunktierte Stellung bringen, welche jetzt durch Anschlag 12 gegeben ist. Es wird nun durch Achse 6 der Pumpenkörper 2 über den Nullpunkt M in die entgegengesetzte Stellung gebracht, was einer Bewegungsumkehr der Pumpenförderung entspricht. Das rechts vom Kolbenflügel befindliche Öl geht durch Leitung 13, Ventil 17 und Leitung 33 zur Räderpumpe 30 zurück. Bei Erreichung der strichpunktierten Stellung wird das Überdruckventil 31 wiederum abblasen und den ölstrom in den Behälter 34 zurückführen.The oil flow now flows through line 29, valve 17 and line 14 to 8 (line 18 is blocked). Since the lines 15 and 16 are now also blocked by valve 17, the flow of oil will bring the piston wing 7 into the dot-dash position, which is now given by stop 12. The pump body 2 is now brought into the opposite position through the axis 6 via the zero point M , which corresponds to a reversal of the movement of the pump delivery. The oil to the right of the piston wing goes back to the wheel pump 30 through line 13, valve 17 and line 33. When the dot-dash position is reached, the pressure relief valve 31 will blow off again and the oil flow will be returned to the container 34.

Auf Abb. 7 ist das Stillsetzen der angetriebenen Maschine, also die Bewegung des Pumpenkörpers 2 in Stellung M dargestellt. Zunächst ist wiederum das Ventil 20 infolge seiner Abhängigkeit von Kolbenflügel 7 in die gezeichnete Stellung gebracht. Hebel 25 ist in Stellung S gebracht. Der Ölstrom fließt durch Leitung 29, Ventil 17, Leitung 22 (Abb. 4), Ventil 20, Leitung 19 und 13 zum Raum 8. Leitung 21 und infolgedessen Leitung 18 und 14 sind gesperrt. Es wird nun der Kolbenflügel 7 durch den ÖJstrom in Pfeilrichtung bewegt. Es sind ferner durch die Mittelstellung des Ventils 17 die Leitungen 15 und 16 offen, das über dem Kolbenflügel befindliche Öl kann also durch diese Leitungen abfließen. Erreicht nun der Kolbenflügel 7 die strichpunktierte Stellung, so ist durch Leitung 16, Ventil 17 und Saugleitung 33 der ölstrom kurzgeschlossen, er kann also nicht mehr arbeiten, und nun wird der Kolbenflügel in der strichpunktierten Lage stehenbleiben. Dieser entspricht der Pumpenstellung M, und die Förderung hört auf. Gleichzeitig mit der Drehung des Kolbenflügels 7 hat sich zwangsläufig auch Ventil 20 in die Mittellage (wie Abb. 5) gedreht, so daß nunmehr der Ölstrom durch die Leitungen 21, 22, 13, 14, 15, 16 und 33 zur Pumpe 30 zurückfließt.In Fig. 7, the shutdown of the driven machine, that is, the movement of the pump body 2 in position M is shown. First, the valve 20 is again brought into the position shown due to its dependence on the piston wing 7. Lever 25 is in position S. The oil flow flows through line 29, valve 17, line 22 (Fig. 4), valve 20, lines 19 and 13 to space 8. Line 21 and consequently lines 18 and 14 are blocked. The piston wing 7 is now moved in the direction of the arrow by the flow of oil. The lines 15 and 16 are also open due to the central position of the valve 17, so the oil located above the piston wing can flow off through these lines. If the piston wing 7 now reaches the dot-dash position, the oil flow is short-circuited through line 16, valve 17 and suction line 33, so it can no longer work, and now the piston wing will stop in the dot-dash position. This corresponds to the pump position M and the pumping stops. Simultaneously with the rotation of the piston wing 7, valve 20 has inevitably also rotated into the central position (as in Fig. 5), so that the oil flow now flows back to the pump 30 through the lines 21, 22, 13, 14, 15, 16 and 33.

Abb. 8 und 9 zeigen andere Ausführungsformen für die Bewegung der Achse 6. Der Kolben 35 in Abb. 8 entspricht Kolbenflügel 7. An Kolben 35 ist eine Stange 36 befestigt, welche mittels Zähnen in ein Ritzel 37 eingreift, welches auf Achse 6 befestigt ist.Figs. 8 and 9 show other embodiments for the movement of the axis 6. The Piston 35 in Fig. 8 corresponds to piston wing 7. A rod 36 is attached to piston 35, which engages by means of teeth in a pinion 37 which is fastened on axis 6.

In Abb. 9 entspricht der als Zahnstange ausgebildete Kolben 38 dem Kolbenflügel 7. Ein Ritzel 39 wird von Kolben 38 gedreht und sitzt auf Achse 6. Die übrige Einrichtung ist die gleiche, wie in den anderen Abbildungen dargestellt.In Fig. 9, the piston 38 designed as a toothed rack corresponds to the piston wing 7. A pinion 39 is rotated by piston 38 and sits on axis 6. The rest of the device is the same as shown in the other pictures.

Claims

Claim:

Control for a hydraulic servo motor that reverses the primary pump of a hydraulic drive device causes on machine tools with reciprocating main movement, characterized in that in addition to the Servomotor piston (7) in the two end positions controlling control valve (17) a second Valve (20) is arranged, its control depending on the movements of the Servomotor piston (7) takes place and that with a certain intermediate position (e.g. central position) of the servomotor piston (7) releases the path for the pressure medium on both sides of the servomotor piston (7), provided that the control valve (17) is brought into a corresponding intermediate (middle) position at the same time is, in which it short-circuits two lines (15, 16) by means of special control slots or at the same time connects them to the process that takes place at one of the intermediate (middle) Position of the servomotor piston (7) corresponding point of the servomotor housing approximately by the piston thickness from each other come off away.

1 sheet of drawings