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Steuerungsanordnung für umsteuerbare Druckmittelantriebe Umsteuerbare
Druckmittelantriebe können selbsttätig oder von Hand gesteuert werden. Eine vollkommen
selbsttätige Steuerung und Umsteuerung setzt immer gleich große und regelmäßig in
wechselnden Richtungen aufeinanderfolgende Bewegungen voraus, wie es z. B. bei Werkzeugmaschinen
der Fall ist. Bekannt sind ferner selbsttätige Endlagenabschalter, die nicht umsteuern,
sondern nur zur Vermeidung von Schäden die Bewegung an einer bestimmten Stelle zum
Stillstand bringen.
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Wenn dagegen die Größe und Richtung der aufeinanderfolgenden Bewegungen
unbestimmt ist, wie etwa bei Ruderantrieben o. dgl., muß die Steuerung immer von
Hand erfolgen, während die Endlagenabschalter in diesem Falle als zusätzliche Sicherung
dieneir können. Bei einer bekannten Ausführung für derartige Zwecke wird das Antriebsaggregat
mittels mechanischer Übertragungsglieder durch zwei Steuerkolben verstellt, die
jeweils wechselseitig von dem durch eine umsteuerbare Pumpe geförderten Druckmittel
beaufschlagt werden. Ferner gibt es auch Anordnungen, bei denen das Druckmittel
nicht nur unmittelbar auf das anzutreibende Aggregat, sondern auch noch über eine
von der Zuführungsleitung zu diesem abzweigende Nebenleitung in einer bestimmten
R ichtung auf ein Steuerorgan einwirkt. Hierbei h andelt es sich aber nicht um einen
Schieber, der die wechselseitige Zuführung des Druckmittels zu dem betreffenden
Arbeitskolben steuert, sondern entweder um das Pedal einer Bremseinrichtung, das
gegen den zunehmenden Druck des Antriebsmittels nach Belieben so lange in einer
seinen Rücklauf absperrenden Lage gehalten werden kann, bis die gewünschte Bremswirkung
erreicht ist. Oder es soll das durch einen von Hand betätigten Schieber dem Arbeitskolben
eines Preßstempels wechselseitig zugeführte Arbeitsmittel dadurch auf gleichbleibendem
Druck gehalten werden, daß i m Falle einer Drucksteigerung durch das Arb eitsmittel
ein besonderer Steuerkolben im Sinne verringerter Pumpenförderung verstellt wird.
Keiner
der erwähnten bekannten Driukmittelantriebe eignet sich -,cm-*t -ür sökhe Verhältnisse,
wie sie für die Anwendung der vor-
| liegenden Erfindung in Betracht kcmmcn,. |
| Danach muß es möglich sein, den Antrieb nk';; |
| nur in bestimmten Endlagen des wechsel- |
| zu beaufschlagenden Aggregates selbstt- |
| sondern auch in jeder beliebigen Zwisctenlage' |
willkürlich abzuschalten. Außerdem soll aber weder irgendeine mechanische Übertragung
zwischen den einzelnen Steuerorganen cder einem derselben und dem Arbcitsaggrugät
vorhanden, noch die Betriebsfähigkeit des -ganzen Antriebes vcm gleichzeitigen Arbeiten
einer Pumpe abhängig sein. Denn anderenfalls muß die Förderung des Druckmittels
entweder auch bei abgesuhaltetcm Antrieb dauernd aufrecht= erhalten und dafür eine
besondere Leerlaufschaltung vorgesehen werden, oder aber die Anlage ist immer erst
nach Anlaufen der Pumpe betriebsbereit. .
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Die angegebene Aufgabe wird nun erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
ein das Druckmittel steuernder Schieber in an sich bekannter Weise, jedoch derart
durch das gleiche Druckmittel selbst betätigt wird-,- daß- er -äußer mit den zur
Betätigung des Antriebsaggregates dienenden Leitungen des Hauptkreislaufes, dessen
Zuleitung zeitlich unabhängig von der Tätigkeit einer Pumpe innerhalb bestimmter
Grenzen immer unter gleichbleibendem Druck steht, mit zwei in einem Nebenkreislauf
licgcnden Leitungen in Verbindung steht, über die er in die eine oder andere Betriebslage
verstellt -wird und von denen die während des Arbeitens der Steuerung jeweils unter
Druck stehende Leitung beim willkürlichen oder selbsttätigen Ausschalten des Antriebes
vom Hauptkreislauf getrennt und entlastet wird, worauf der Schieber in an sich bekannter
Weise selbsttätig in seine Nullstellung zurückkehrt, in der beide Anschlüsse des
Antriebsaggregates von dem Hauptkreislauf des Druckmittels abgesperrt sind.
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Der Gegenstand der Erfindung ist auf der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel
in drei Abbildungen dargestellt; nach Abb. i ist der Antrieb für die eine und nach
Abb. 2 für die andere Bewegungsrichtung eingeschaltet, nach Abb. 3 ist er ausgeschaltet.
Für das Antriebsaggregat i ist ein Umsteuerschieber 2 vorgesehen, dessen Gehäuse
auf der einen Längsseite durch zwei Stutzen 3, 4. mit dem Antrieb und auf der gegenüberliegenden
Seite durch fünf Anschlüsse mit verschiedenen Druckmittelleitungen in Verbindung
"steht, Von - diesen führen die beiden äußersten, der Umsteuerung des Schiebers
dienenden Leitungen 5, 6 über eine Abschalteinrichtung 7 zum Steuerschalter 8, von
den übrigen drei für die Betätigung des Antriebes vorgesehenen Leitungen-ist die
mittlere die Druckleitung g, und die beiden anderen sind Abzweigungen der Rückflußleitung
io. Von den beiden @ruclcmittelleitu.ngcn g und io zweigt außerdem je eine zum Steuerschalter
8 .führende Leitung 11, 12 ab. Im Gehäuse des "Steuerschalters, für dessen Betätigung
ein Elandhebel 13 vorgesehen ist, befinden sich zwei HUmgchungskanäle 14, 15, die
bei bestimmten Stellungen des Schaltkolbens verschiedene durch diesen getrennte
Räume miteinander verbinden. Auf-die beiden Stirnseiten sowohl des Schaltkolbens
als auch des Umsteuerschiebers wirken je zwei unter-sich-gleich starke Druckfedern
16, 17 und 18, ig ein.
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Die Abschalteinrichttng 7 besteht aus einer Spindel 2o und zwei mit
dem Gewinde dieser Spindel in Eingriff stehenden, in je einer Nut 21, 22 gegen Verdrehen
gesicherten Schiebern 23, 24, die zusammen mit dem Gehäuse zwei Ringräume 25, 26
bilden. Die Spindel steht an ihrem einen Ende über einen Kettenantrieb 27 mit dem
Antriebsaggregat i in Verbindung, so daß sie bei eingeschaltetem Antrieb umläuft
und die beiden Schieber sich dadurch in ihrer Längst richteng nach der einen oder
anderen Seite bewegen. Außer den beiden wccrselweise als Druckleitung und- Rückstromleitung
zwischen dem Steuerschalter und dem L'msteuerscHeber wirkenden Leitungen 5, 6, die
mit je zwei etwas gegeneinander versetzten Anschlüssen in den Abscralter einmünden,
ist noch eine besondere, beim Eintritt in das Gehäuse gegabelte Rückflußleitung
28 vorgesehen, die ebenso wie die Leitung io zu einem Behälter führt, aus dem die
das Druckmittel fördernde Pumpe ansaugt. Pumpe und Behälter sind nicht dargestellt.
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Die vorstehend beschriebene Anordnung wirkt in folgender Weise: Bei
der in Abb. i dargestellten Betriebsstellung für die eine Bewegungsrichtung ist
der Schaltkolben durch den Handhebel nach unten verschoben. Das über die Leitung
ii dem Steuerschalter zuströmende Druckmittel gelangt über die Leitung 5 und den
in diese eingeschalteten Ringraum 25 des Abscralters 7 in den Raum oberhalb des
Umsteuerschiebers 2, dessen untere Stirnfläche gleichzeitig durch Verbindung der
Leitung 6 über den Ringraum 26 des Abschalters und die Kanäle 14., 15 des Steuerschalters
mit dessen Rückflußleitung 12 entlastet wird. Infolgedessen wird der LTmsteuerschieber
ebenfalls nach unten verschoben, so daß die Hauptdruckleitung 9 mit dem unteren
Stutzen 3 des Schiebergebäuses verbunden ist. Gleichzeitig gibt der Schieber auch
die Verbindung zwischen dem anderen- Stutzen .I und der oberen Abzweigung der Rückflußleitung
io frei. Da das Druckmittel jetzt auf der einen Seite zufließen und auf der anderen
Seite abfließen kann, ist das Antriebsaggregat i in seiner einen durch den Pfeil
29 gekennzeichneten _ Bewegungsrichtung eingeschaltet.
Abb. 2 veranschaulicht
die Lage des Steuerschalters und des Umsteuerschiebers für den in entgegengesetzter,
durch den Pfeil 30 gekennzeichneter Richtung eingeschalteten Antrieb. Die Strömung
des Druckmittels erfolgt jetzt sowohl in den beiden Leitungen 5, 6 als auch finden
beiden Stutzen 3, 4 umgekehrter Riertung. Die dabei als Rückflußleitung vcm Umsteuerscl`ieber
zum -Steuerschalter dienende Leitung 5_ und die Rückflußleitung i2 des letzteren
münden bei dieser Lage des Steuerschalters in den gleichen Raum.
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In der Stellung nach Abb. 3 sperrt der mittlere Teil des Schaltkolbens
die Zuflußleitung ii des Druckmittels ab, und in den beiden zum UmsteuerscHeber
führenden Leitungen g, .6 wird über den inneren Umgehungskanal 15 -des Steuerschalters
Druckausgleich hergestellt. Der Umsteterschieber wird in bekannter Weise durch die
beiden Federn 18, i9 in seine Mittellage verstellt, in der er die beiden Stutzen
3, 4 absperrt. Damit ist der Antrieb ausgesd-altet. Mit dieser Steuerungsanordnung
kann man den Druckmittelantrieb in jedem beliebigen Zeitpunkt ausschalten und in
der gleicren oder entgegengesetzten Richtung wieder einschalten.
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Ferner sind noch besondere Sicherheitseinrichtungen vorgesehen, um
die Betrielssicherheit der ganzen Einrichtung auch in ungewötnlichen Fällen zu gewährleisten.
Wenn der Handhebel. in einer Betriebsstellung plötzlich losgelassen wird, wird der
Schaltkolben durch die beiden Federn 16, 17 in bekannter Weise in seine Mittellage
verstellt und der Antrieb damit sofort ausgeschaltet. Die Wirkung der Abschalteinrichtung
7 dagegen tritt dann ein, wenn der Handhebel auch nach Erreicl:cn der zulässigen
Endlagen der vom Antrieb bewegten Einrichtung irgendwelcher Art in einer Betriebsstellung
festgehalten wird. In diesem Falle werden die beiden Schieber 23, 24 des Abschalters
in der einen oder anderen Richtung so weit verschoben, daß der Eintrittsanschluß
der jeweiligen Druckleitung 5 bzw. 6 abgesperrt wird und gleichzeitig die Rücklaüfleitung
28 mit einem der beiden Ringräume 25 bzw. 26 in Verbindung kommt. Dadurch wird der
Umsteuerschzeber entlastet und ebenso wie beim Ausschalten des Steuerschalters «
durch die Federn 18, i9 in seine Mittellage verstellt, so daß der Antrieb ausgeschaltet
ist. Durch verstellbare Anordnung der Nuten 21, 22 z. B. in besonderen, im Gehäuse
des Abschalters drehbar gelagerten Hülsen lassen sich die Stellungen der Schieber
23, 24 gegenüber den Anschlüssen der Leitungen 5,.6 und 28 und damit die Endlagen,
bei deren Überschreiten der Antrieb sich selbsttätig ausschalten soll, verändern.
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Um die Geschwindigkeit des einschalt- und des Umsteuervorganges einerseits
und des Ausschaltvorganges andererseits unabhängig voneinander beeinflussen zu können,
sind in der Rückflußleitung 12 und im inneren Umgehungskanal i5 des Steuerschalters
je eine regelbare Drosselstelle 31 bzw. 32 vorgesehen. Die Durchtrittsquerschnitte
müssen nämlich verändert wcfden, wenn die einzelnen Steuervorgänge mit vefschiedenartigen
Antriebsmitteln in gleicher Weise durchgeführt «-erden sollen. Außerdem erfolgt
der Ausschaltvorgang zweckmäßig langsamer als der Einscl'alt- und der Umsteucrvorgang.
An die Hauptleitungen 9, io des Antriebsmittels können mehrere unabhängig voneinander
zu bedienende Steueranordnungen dieser Art angeschlossen werden.