DE8317457U1

DE8317457U1 - Vorrichtung zur hydraulischen Übertragung einer linearen Antriebs- oder Stellbewegung

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Publication number: DE8317457U1
Application number: DE8317457U
Authority: DE
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Publication date: 1983-12-29

Description

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Patentanwalt Walte'i* K&QQ^u^kJ.· Wäldstraße 6 ^s 5419 Helferskirchen

158e Karl Rische, Wiihelm-Busch^Straße 2, 5249 Hamm/Sieg

Vorrichtung zur hydraulischen Übertragung einer linearen Antriebs- oder Stei1 bewegung

Die Neuerung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur hydraulischen übertragung einer linearen Antriebsoder Stel1 bewegung von einer hydraulischen Antriebseinheit auf eine hydraulische Arbeitseinheit gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei Maschinen, beispielsweise Automaten, Manipulatoren, Robotern und dgl., mit einer doppelt wirkenden, hydraulischen, als Kolben-Zylinder-Aggregat ausgebildeten Arbeitseinheit ist es meistens erforderlich, daß die eine Antriebs- oder Stel1 bewegung ausführende, mit dem Kolben verbundene Kolbenstange stets gleich große, genau reproduzierbare Wegstrecken zumindest in einer axialen Richtung zurücklegt. Um dies zu erreichen, werden der Kolbenstange oder einem mit ihr verbundenen Antriebs- oder Stellglied Steuerelemente zugeordnet, über die die Zufuhr von flüssigem Druckmittel in die entsprechenden Arbeitsräume der Arbeitseinheit eingeleitet und/oder unterbrochen bzw. beendet wird. Insbesondere bei Maschinen mit kleiner Baugröße sind diese Steuerelemente meist nur schwierig und vielfach unter Beeinträchtigung der Arbeitssicherheit unterzubringen. Ein Umsetzen der Steuerelemente zur Veränderung des Anfanges, des Endes oder der Größe der von der Kolbenstange zurückzulegenden Wegstrecke kann oftmals nicht

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oder nicht befriedigend erfolgen, Wobei das Unter- |

bringen der erförderlichen Steuerleitungen mit zusätzlichen Schwierigkeiten verbunden ist.

Aus der DE-PS 24 11 792 ist ein hydraulischer Antrieb mit einer doppelt wirkenden_ä hydraulischen Antriebseinheit und einer doppelt wirkenden, hydraulischen Arbeitseinheit bekannt, bei dem die Antriebseinheit und die Arbeitseinheit über zwei Verbindungsleitungen zu einem Kreis geschaltet sind, volumetrisch arbeiten und von denen zumindest eine Einheit als Kolben-Zylinder-Aggregat ausgebildet ist. Ein solcher hydraulischer Antrieb kann z.B. benutzt werden, um die Bewegungen eines Steuerrades oder ähnlichem auf Räder, Ruder oder ähnlichem zu übertragen, wobei dann die Kolbenstange der Antriebseinheit mit dem Steuerrad und die Kolbenstange der Arbeitseinheit mit dem Ruder verbunden ist.

Die DE - AS 16 25 109 offenbart ein hydraulisches Gestange mit einem Druckgeber und einem Druckempfänger, die je aus einem Zylinder mit zwei durch einen Kolben voneinander getrennten Arbeitskammern bestehen, wobei je eine Arbeitskammer des Druckgebers mit einer querschnittsgleichen Arbeitskammer des Druckempfängers und mit einer Druckmittelquelle ständig verbunden ist.

Der Kolben des Druckgebers hat eine Kolbenstange, die mit einer nicht weiter offenbarten Vorrichtung zur Verschiebung dieses Kolbens von einer Endlage in dem Zylinder in seine andere Endlage dient. Die dem Kolben des Druckempfängers zugeordnete Kolbenstange kann mit einer nicht näher beschriebenen Vorrichtung zusammenarbeiten, die durch das hydraulische Gestänge betätigt wird. Hierbei kann es sich beispielsweise um die Betätigungsvorrichtung der Ruderanlage eines Wasser-, Land·

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oder Luftfahrzeuges oder um die Betätigungsvorrichtung der Brennstoffeinspritzpumpe einer Verbrennungskraftmaschine oder um eine Betätigungsvorrichtung einer Kupplung handeln.
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Der Neuerung liegt nun die Aufgabe zugrunde» eine Vorrichtung zur hydraulischen übertragung einer linearen Antriebs- oder Stel1 bewegung von einer hydraulischen Antriebseinheit auf eine hydraulische Arbeitseinheit zu schaffen, bei der die beispielsweise an einer Maschine angeordnete Arbeitseinheit auf kleinstem Raum untergebracht werden kann und keinerlei Steuerelemente und Steuerleitungen benötigt, damit deren mit dem Kolben verbundene Kolbenstange genau vorgegebene Wegstrecken zurücklegt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist diese Vorrichtung gemäß dem Kennzeichen des Anspruches 1 ausgebildet. Die Kolbenstange der hydraulischen Antriebseinheit und damit aber auch die Kolbenstange der hydraulischen Arbeitseinheit legt genau die Wegstrecke zurück, die

, ihr von dem rotierenden Reversierantrieb mit der drehbaren Spindel und der drehfesten Mutter vorgegeben werden An der Arbeitseinheit sind dazu keine Steuerelemente und

Steuerleitungen mehr erforderlich.

Bei einer Verwirklichung der Merkmale des Anspruches. ergibt sich eine einfache Ausbildung der Vorrichtung. Die Ausbildung der Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4 ermöglicht ein ziemlich genaues An- und Abschalten des Reversierantriebes, welches noch durch das Merkmal des Anspruches 5 verbessert wird.

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Durch das Merkmal des Anspruches 6 oder 7 wird die Genauigkeit des Einhaltens oder der Änderung einer vorgegebenen , zurückzulegenden Wegstrecke der Kolbenstange der Arbeitseinheit noch weiter erhöht. Diese Ausbildung bietet dariiberhinaus den Vorteil, die hydraulische Antriebseinheit mit Reversierantrieb, Spindel, Mutter und Steuerelemente auf kleinstem Raum ohne Beeinträchtigung der Zugänglichkeit anzuordnen und zu verändern. Steuerleitungen sind hier nicht mehr hindernd.

Die Neuerung wird nachfolgend anhand eines in einer Zeichnung in vereinfachter VJeise dargestellten Ausführungsbaispieles näher erläutert.

In dieser Zeichnung sind eine hydraulische Antriebseinheit 1 und eine hydraulische Arbeitseinheit 2 im Schnitt dargestellt, die beide als gleich großes, doppelt wirkendes KoIben-Zylinder-Aggregat ausgebildet sind und deren Kolben 3,4 jeweils mit einer Kolbenstange 5,6, die einseitig aus dem Zylinder 7,8 herausragen, versehen sind. Durch den Kolben 3,4 werden die Innenräume der Zylinder 7,8 jeweils in einen von der Kolbenstange 5,6 durchdrungenen Arbeitsraum 9 und einen kolbenstangenfreien Arbeitsraum 10 unterteilt.

Die einander entsprechenden Arbeitsräume 9,10 der Antriebseinheit 1 und der Arbeitseinheit 2 sind über zwei Verbindungsleitungen 11,12 ständig miteinander zu einem hydraulischen Kreis zusammengeschlossen, wobei an diese Verbindungsleitungen 11_s12 ein an sich bekannter, nicht dargestellter Druckmittel speicher angeschlossen sein kann, über den Leckageverluste augeglichen und das Druckmittel durch Heizung oder Kühlung

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auf einer vorgegebenen Temperatur gehalten werden können.

Auf dem freien, aus dem Zylinder 7 der Antriebseinheit 1 herausragenden Ende der Kolbenstange 5 ist ein Arm 13 befestigt, der an seinem anderen Ende infolge einer Gewindebohrung als Mutter 14 ausgebildet und auf einer Spindel 15 gehalten ist. Diese Spindel 15 ist einerseits in einem Boch 16 und andererseits an einem polumschaltbaren und drehzahlregelbaren Elektromotor gelagert und kann durch den Elektromotor 17 in Drehung versetzt werden. Dies hat dann eine axiale Verschiebung der Mutter 14 bzw. des Armes 13 auf der Spindel 15 zur Folge.

Parallel zu der Spindel 15 ist eine Führungsschiene angeordnet, die in diesem Ausführungsbeispiel drei in die Bewegungsbahn der Mutter 14 bzw. des Armes 13 ragende Schalter 19 besitzt, über die der Elektromotor 17 abgeschaltet werden kann. Dabei sind die Schalter 19 in der Führungsschiene 18 verschiebbar, so daß dieselben in frei wählbare Schaltstellungen bewegt werden können. Bedarfsweise kann dem Elektromotor 17 ein Drehwertmesser 20 zugeordnet werden, in dem Umdrehungen des

Elektromotors 17 wählbar eingestellt werden können und

der nach Erreichen dieser Umdrehungen den Elektromotor abschaltet. Wenn der Drehwertmesser 20 wirksam ist, sind die Schalter 19 unwirksam.

Bei der Arbeitsweise der vorbeschriebenen Vorrichtung wird nun davon ausgegangen, daß die Arbeitsräume 9,10 von Antriebseinheit 1 und Arbeitseinheit 2 sowie die beiden Verbindungsleitungen 11,12 vollständig mit flüssigem Druckmittel gefüllt sind. Die beiden Kolben 3,4

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mit den Kolbenstangen 5,6 der der Arm 13 bzw. die Mutter 14 nehmen die in der Zeichnung dargestellte Lage ein. In dieser Stellung des Armes 13 wurde der Elektromotor 17 beispielsweise durch den mittleren, an dem Arm 13 anliegenden Schalter 19 abgeschaltet.

Manuell oder über ein einstellbares Zeitglied wird nun der Elektromotor 17 angeschaltet, und zwar in der D^ehrichtung, daß sich der Arm 13 bzw. die Mutter 14 in Richtung auf den Elektromotor 17 bewegt. Mit dieser Bewegung des Armes 13 wird die Kolbenstange 5 aus dem Zylinder 5 der Antriebseinheit 1 herausgezogen und damit der Kolben 3 aus der gezeichneten Stellung nach rechts bewegt. Der Kolben 3 drängt dabei das in dem Arbeitsraum 9 des Zylinders 7 befindliche Druckmittel über die Verbindungsleitung 11 in den Arbeitsraum 9 des Zylinders 8, wodurch der Kolben 4 der Arbeitseinheit 2 und damit die Kolbenstange 5 aus der gezeichneten Stellung nach links verschoben werden. Gleichzeitig strömt Druckmittel von dem Arbeitsraum 10 des Zylinders 8 in den Arbeitsraum 10 des Zylinders 7, das sowohl durch die Bewegung des Kolbens 4 im Zylinder 8 verdrängt wird. Die Größe der Bewegung der Kolbenstange 9 und des Kolbens 3 entspricht genau der Größe der Bewegung der Kolbenstange 5 und des Kolbens 4, wobei die Größe dieser Bewegungen mit der Größe der Verschiebung des Armes 13 übereinstimmt bzw. von diesem vorgegeben wird.

Sobald der die Mutter 14 bzw. der Arm 13 den rechten Schalter 19 betätigt, wird der Elektromotor 17 abgeschaltet, d.h., durch die Stellung dieses Schalters kann die angestrebte Große der Verschiebung der Kolbenstange S der Arbeitseinheit 2 vorgewählt werden.

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Die Bewegung der Kolbenstange 5 der Arbeitseinheit 2 in die entgegengesetzte Richtung wird durch umgepoltes Anschalten des Elektromotors 17 erreicht, während die Abschaltung dann durch den mittleren und/oder linken Schalter 19 erfolgen kann. Die Bewegung der Kolbenstange 5 kann als Antrieb, Verstellung oder als Steuerung ausgenutzt werden.

In Abänderung des erläuterten Ausführungsbeispieles ist es möglich, die Führungsschiene 18 mit weiteren

Schaltern 19 zu bestücken. Ferner kann der Elektromotor durch einen Schrittmotor mit Positioniersteuerung ersetzt werden.

Claims

Patentanwalt WalteriKöffobutziü · Wäldsiraße 6-5419 Helferskirchen c 158α Karl Rische, WiIhelm-Busch-Straße 2, 5249 Hamm/Sieg SchutzansprUche

1. Vorrichtung zur hydraulischen übertragung einer linearen Antriebs- oder Stellbewegung von einer hydraulischen Antriebseinheit auf eine hydraulische Arbeitseinheit, bestehend aus einem doppelt wirkenden Kolben-Zylinder-Aggregat mit einer die Bewegung einleitenden, von außen beaufschlagbaren Kolbenstange als Antriebseinheit und einem doppelt wirkenden Kolben-Zylinder-Aggregat mit einer die Bewegung abgebenden Kolbenstange als Arbeitseinheit, deren einander entsprechende, jeweils beidseitig der Kolben gebildeten Arbeitsräume über zwei Verbindungsleitungen volumetrisch miteinander zu einem hy- draulischen Kreis zusammengeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet,

daß der -Kolbenstange (5) der hydraulischen Antriebseinheit [Z) ein rotierender Reversierantrieb (17) mit einer drehbaren Spindel (15) und einer drehfesten Mutter (14) zugeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Spindel (15) und der Reversierantrieb (17) ortsfest gelagert sind und daß die Mutter (14) fest mit der Kolbenstange (5) der Antriebseinheit (1) verbunden und auf der Spindel (15) axial verschiebbar i st.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet,

j daß der rotierende Reversierantrieb (17) als

. Elektromotor ausgebildet ist,

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4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet,

-:■ daß dar rotierende Reversierantrieb (17) als

■y Hydromotor ausgebildet ist.

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5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4,

I dadurch gekennzeichnet,

ί daß der rotierende Reversierantrieb (17) drehzahlregelbar ausgebildet ist. 15

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6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Spindel (15) oder der Mutter (14) einstellbare, den Reversierantrieb (17) beein-

i 20 flussende Schalter (19) zugeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß dem rotierenden Reversierantrieb (17) mindestens 25 ein Drehwertgeber (20) zugeordnet ist.

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