DE841094C

DE841094C - Electro-hydraulic adjusting drive with slide control

Info

Publication number: DE841094C
Application number: DEE2053A
Authority: DE
Inventors: Otto Dr-Ing Grebe; Adolf Dipl-Ing Guembel; Walter Dipl-Ing Sussebach
Original assignee: Obermaier and Cie; Elektro Mechanik GmbH; ELMEG Elektro Mechanik GmbH
Current assignee: Obermaier and Cie; Elektro Mechanik GmbH; ELMEG Elektro Mechanik GmbH
Priority date: 1950-09-05
Filing date: 1950-09-05
Publication date: 1952-06-13

Description

Elektrohydraulischer Verstellantrieb mit Schiebersteuerung 1?s sind elektrohydraulische Verstellantriebe bekannt, die im wesentlichen aus einem Elektromotor; einer von diesem angetriebenen Pumpe, einem vom Drucköl dieser Pumpe heaufschlagten Stellkolben sowie einem die Pumpe und den Stellkolben und gegebenenfalls auch den Motor aufnehmenden Ölbehälter bestehen,_wobei Motor, Pumpe, Stellkolben und Ölbehälter zu einem Gerät baulich vereinigt sind. I?lektrohydraulische Verstellantriebe dieser Art werden zum Verstellen von Bremsen, Ventilen, Schiebern, Kupplungen, Türen u. dgl. verwendet. liei einer besonderen Bauart dieser elektrohydraulischen Verstellantriehe sind die Saugseite und die l>ruckseite der Pumpe durch eine Umlaufleitung miteinander verbunden. In dieser Umlaufleitung befindet sich ein Drosselorgan, z. B. ein Schieber, durch dessen Verstellung der CSlstrom mehr oder weniger gedrosselt wird, um auf diese Weise die Hub- und Senkzeiten des Stellkolbens oder eine Dämpfung des Kolbens im letzten Teil seines Rückhubs zu beeinflussen.Electro-hydraulic adjustment drive with slide control 1? S electrohydraulic adjustment drives are known, which essentially consist of an electric motor; one of this driven pump, one of the pressurized oil of this pump hit Adjusting piston as well as the pump and the adjusting piston and possibly also the The engine-receiving oil tank consists of the engine, pump, control piston and oil tank are structurally combined into one device. I? Electrohydraulic adjustment drives these Art are used to adjust brakes, valves, slides, clutches, doors and the like. Like. Used. liei of a special type of electro-hydraulic adjustment drive the suction side and the rear side of the pump are connected by a circulation line tied together. In this circulation line there is a throttle device, for. B. a slider, through the adjustment of which the CSlstrom is more or less throttled in order to this way the lifting and lowering times of the actuating piston or damping of the piston in the last part of its return stroke.

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrohydraulischen Verstellantrieb, bei dem in der grundsätzlich bekannten Weise zwischen Saug- und Druckseite der Pumpe eine ein Drosselorgan aufweisende Verbindungsleitung vorgesehen ist. Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß das Drosselorgan derart unter dem EinfluB einer Weg-oder Geschwindigkeitssteuerung bzw. -regelung steht, daß bei Änderungen der Steuer- oder Regelgröße eine Änderung des Durchflußquersclinitts der Verbindungsleitung, damit eine Änderung des Öldrucks unter dem Stellkolben und so eine Veränderung der Kolbenstellung eintritt.The invention relates to an electrohydraulic adjustment drive, in the basically known way between the suction and pressure side of the pump a connecting line having a throttle element is provided. The invention consists essentially in the fact that the throttle element is so under the influence of a Distance or speed control or regulation is that when changes are made to the Control or regulation variable a change in the cross-flow rate the connecting line so that there is a change in the oil pressure under the actuating piston and such a change in the piston position occurs.

Ein solcher elektrohydraulischer Verstellantrieb kann in universeller Weise für die verschiedenartigsten Steuerungs- und Regelungsaufgaben eingesetzt werden, ohne daß es einer größeren baulichen Ver-;inderung des Verstellgeräts hierzu bedarf.Such an electrohydraulic adjustment drive can be used in universal Used for a wide variety of control and regulation tasks without the need for a major structural change in the adjustment device requirement.

Für den elektrischen Antriebsmotor des Verstellantriebs ist man nicht auf Gleichstrom angewiesen, im Gegensatz zu einer früher vorgeschlagenen elektrohydraulischen oder elektromechanischen Wegsteuerung, bei der zur Einsteuerung einer bestimmten Kolbenstellung die Motordrehzahl des Verstellantriel.>s durch Veränderung der Erregung oder durch Veränderung der Ankerspannung eingesteuert wird. Diese Unabhängigkeit vom Gleichstrom ermöglicht den Anschluß des Verstellantriebs an alle Netze und erlaubt vor allem auch die vorteilhafte gekapselte Bauweise, bei der der Motor völlig unter Ö1 in den Ölbehälter eingebaut ist.You are not responsible for the electric drive motor of the adjustment drive relies on direct current, as opposed to an electrohydraulic one previously proposed or electromechanical path control, in which to control a certain Piston position the engine speed of the adjustment drive.> S by changing the excitation or is controlled by changing the armature voltage. This independence from direct current enables the adjustment drive to be connected to all networks and allows especially the advantageous encapsulated design, in which the engine is completely under Ö1 is built into the oil tank.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung verschiedener Ausführungsbeispiele.Further features and advantages of the invention emerge from the following Description and the graphic representation of various exemplary embodiments.

Bei den Ausführungen der Fig. i und 3 bestellt der elektrohydraulische Verstellantrieb in bekannter Weise aus dem Ölbehälter io, dem Druckzylinder i i, dem in diesen eingebauten Motor 12, der vom Motor 12 angetriebenen Kreiselpumpe 13, dem vom Drucköl dieser Pumpe 13 beaufschlagten Stellkolben 14 mit Kolbenstange 15 und Rückstellfeder 16. Zwischen Behälter io und Druckzylinder ii befindet sich ein Ringraum 17, der durch die Öffnungen 18 finit dein Raum oberhalb des Stellkolbens 14 und über die Öffnungen i9 mit der Saugseite der Pumpe 13 verbunden ist. 20 ist das Stelljoch des Kolbens 14..In the embodiments of FIGS. I and 3, the electrohydraulic one orders Adjustment drive in a known manner from the oil container io, the pressure cylinder i i, the motor 12 built into this, the centrifugal pump driven by the motor 12 13, the actuating piston 14 with piston rod acted upon by the pressure oil of this pump 13 15 and return spring 16. Between container io and pressure cylinder ii is located an annular space 17, which through the openings 18 finitely your space above the actuating piston 14 and is connected to the suction side of the pump 13 via the openings i9. 20 is the adjusting yoke of the piston 14 ..

Bei der Ausführung der Fig. 6 bildet abweichend von der Bauart nach Fig. i und 3 der Druckzylinder i i selbst den Ölbehälter. Die Pumpe 13 ist in den Stellkolben 14 eingebaut und durch eine ausziehbare Vierkantwelle mit dem Läufer des Motors -12 verbunden.In the embodiment of FIG. 6, deviating from the design, simulates Fig. I and 3 the pressure cylinder i i itself the oil container. The pump 13 is in the Adjusting piston 14 installed and through an extendable square shaft with the runner of the motor -12 connected.

Die Arbeitsweise ist bei allen drei Ausführungen praktisch die gleiche. Wird der Motor 12 eingescl1altet, so drückt die von ihm angetriebene I'uinpe 13 das Öl unter den Stellkolben 14, der damit nach oben gedrückt wird und über die Stange 15 und das Joch 2o das nicht gezeigte Arbeits- oder Schaltgerät verstellt. Bei dieser Verstellbewegung wird die Feder 16 derart gespannt, daß sie nach dem Abschalten des Motors 12 den Kolben 14 in seine Ausgangslage zurückdrücken kann. Das unterhalb des Kolbens 14 befindliche Öl strömt dabei durch die Pumpe 13 hindurch zur unteren Saugseite zurück.The mode of operation is practically the same for all three versions. If the motor 12 is switched on, the engine 13 driven by it pushes the oil under the actuating piston 14, which is thus pressed upwards and over the Rod 15 and the yoke 2o adjusted the working or switching device, not shown. During this adjustment movement, the spring 16 is tensioned so that it is after Switching off the motor 12 can push the piston 14 back into its starting position. The oil located below the piston 14 flows through the pump 13 back to the lower suction side.

Bei allen drei Ausführungen des elektroliydraulischeu Verstellantriebs ist nun zusätzlich eine Leitung 21 vorgesehen, die die Druckseite rnit der Saugseite der Pumpe 13 verbindet. In dieser Leitung 21 befindet sich ein Drosselorgan 22, das von einem Schieber od. dgl. gebildet wird und das gemäß der Erfindung unter dem Einfluß einer Weg- oder Geschwindigkeitssteuerung bzw. -regelung steht. Ist das Drosselorgan 22 geschlossen, so ist die Umlaufmenge gleich Null und der Stellkolben 14 ist dem vollen Förderdruck der Pumpe 13 ausgesetzt. Wird das Drosselorgan 22 geöffnet, so vermindert sich mit der Öffnungszunahme der Öl- druck unter dem Stellkolben 14. Der Stellkolben 14 bleibt entweder in seiner Ausgangsstellung oder er geht in eine' Zwischenstellung, je nachdem, in welcher Stellung sich der verminderte Öldruck mit der Belastung des Stellkolbens 14 durch die Rückstellfeder 16 und den Widerstand des zu verstellenden Geräts die Waage hält.In all three versions of the electrohydraulic adjustment drive, a line 21 is also provided which connects the pressure side with the suction side of the pump 13. In this line 21 there is a throttle element 22 which is formed by a slide or the like and which, according to the invention, is under the influence of a path or speed control or regulation. If the throttle element 22 is closed, the amount circulated is equal to zero and the actuating piston 14 is exposed to the full delivery pressure of the pump 13. If the throttle element 22 is opened, the oil pressure under the actuating piston 14 decreases as the opening increases. The actuating piston 14 either remains in its initial position or it goes into an intermediate position, depending on the position in which the reduced oil pressure increases with the load of the actuating piston 14 is balanced by the return spring 16 and the resistance of the device to be adjusted.

Das Drosselorgan 22 besteht nach der Erfindung aus zwei, vorzugsweise druckentlasteten, konzentrisch ineinandergeführten Drehschiebern 23 und 24. An Stelle der Drehschieber können auch Schiebeschieber verwendet werden. Das Drosselorgan 22 kann gegebenenfalls auch als Ringschieber ausgebildet sein. In diesem Falle würde es beispielsweise bei den Ausführungen der Fig. i und 3 genügen, unter Wegfall der besonderen Verbindungsleitung 21 auf der Druckseite der Pumpe 13 im Zylinder i i einen Ringkanal oder ringförmig verteilte Steueröffnungen vorzusehen, der bzw. die von außen durch 'den Ringschieber mehr oder weniger abdeckbar wäre bzw. wären. Bei Öffnung dieses Ringschiebers würde wie im Falle der Ausführungen der Fig. i und 3 ein Teil der Betriebsflüssigkeit in 'den drucklosen Zwischenraum 17 abströmen. Weiter kann bei Verwendung eines Eisenöls als Betriebsflüssigkeit als Drosselorgan eine Magnetspule verwendet werden, die die Verbindungsleitung an einer Stelle umschließt und durch mehr oder weniger starke Erregung das umlaufende Eisenöl durch Magnetisierung ganz oder teilweise drosselt.According to the invention, the throttle member 22 consists of two, preferably pressure-relieved, concentrically nested rotary valves 23 and 24. In place the rotary valve, sliding valves can also be used. The throttle organ 22 can optionally also be designed as a ring slide. In that case it would it suffice, for example, in the embodiments of FIGS. i and 3, omitting the special connecting line 21 on the pressure side of the pump 13 in the cylinder i i to provide an annular channel or annularly distributed control openings, the or the would or would be more or less covered from the outside by 'the ring slide. at Opening this ring slide would be as in the case of the embodiments of FIGS 3, part of the operating fluid flows off into the pressureless intermediate space 17. Furthermore, when using an iron oil as the operating fluid as a throttle element a solenoid can be used, which encloses the connecting line at one point and by more or less strong excitation the circulating iron oil by magnetization fully or partially throttles.

Die Einwirkung der Weg- oder Geschwindigkeitssteuerung bzw. -regelung auf das Drosselorgan 22 kann in verschiedener Weise vor sich gehen, z. B. durch direkte mechanische Einwirkung oder durch elektrische oder hydraulische Fernübertragung. Bei den Ausführungsbeispielen ist eine elektrische Fernverstellung vorgesehen.The effect of the position or speed control or regulation on the throttle member 22 can go in various ways, for. B. by direct mechanical action or by electrical or hydraulic remote transmission. In the exemplary embodiments, electrical remote adjustment is provided.

Bei der Ausführung der Fig. i erfolgt die Verstellung der beiden Schieber 23 und 24 durch, die beiden Drehmagnete 25 und 26, wobei der Magnet 25 über das Zahnradgetriebe 27 auf den Innenschieber 23 und der Magnet 26 über das Zahnradgetriebe 28 auf den Außenschieber 24 einwirken. Die beiden Drehmagnete 25 und 26 stehen dabei unter dem Einfluß zweier Steuer- oder Regelgrößen. So kann z. B. zur Steuerung von Färbereianlagen der eine Magnet von einer Betriebsgröße, z. B. der Temperatur der Färbelösung, und der zweite von einer Programmsteuerung beeinflußt werden. Entspricht die Temperatur dem Programm, so decken sich die Öffnungen der beiden Schieber 23 und 24. Die Verbindungsleitung 21 ist voll geöffnet. Der Stellkolben 14 bleibt in seiner Ausgangsstellung, und das mit ihm beispielsweise gekuppelte Dampfventil bleibt in seiner Schließstellung. Tritt jetzt eine Temperatursenkung ein, die nicht mit der Programmsteuerung übereinstimmt, so wird der vom Temperaturfühler über den Magneten 25 beeinflußte Innenschieber 23 verdreht. Dadurch wird der Umlaufquerschnitt der Leitung 21 gedrosselt, der Druck unter dem Stellkolben 14 steigt an, der Kolben bewegt sich nach oben und öffnet das mit ihm gekuppelte Dampfventil. Hat die Temperatur ihren Sollwert wieder erreicht, so wird der Innenschieber 23 in seine Ausgangslage zurückgedreht, der Oldruck unter dem Stellkolben fällt wieder und der Kolben 14 geht infolgedessen unter der Wirkung der Riickstellfeder 16 in seine Ausgangslage zurück. Der Steuervorgang ist praktisch der gleiche, wenn die auf den Außenschieber 24 über den Drehmagneten 26 einwirkende Programmsteuerung eine Änderung der Temperatur vorschreibt.In the embodiment of FIG. I, the two slides are adjusted 23 and 24, the two rotary magnets 25 and 26, the magnet 25 via the Gear drive 27 on the inner slide 23 and the magnet 26 via the gear drive 28 act on the outer slide 24. The two rotary magnets 25 and 26 are here under the influence of two control or regulation variables. So z. B. to control Dyeing plants with a magnet of one size, e.g. B. the temperature of the Staining solution, and the second can be influenced by a program control. Is equivalent to the temperature of the program, the openings of the two sliders 23 will coincide and 24. The connecting line 21 is fully open. The actuating piston 14 remains in its starting position, and the steam valve coupled to it, for example, remains in its closed position. If there is now a temperature drop that does not go along with it the program control matches, the temperature sensor above the magnet 25 influenced inner slide 23 rotated. This is the circumferential cross-section the line 21 is throttled, the pressure under the actuating piston 14 increases, the piston moves up and opens the steam valve coupled to it. Has the temperature reaches its target value again, the inner slide 23 is in its starting position turned back, the oil pressure under the control piston drops again and the piston 14 consequently goes into its starting position under the action of the restoring spring 16 return. The control process is practically the same when the one on the outer slide 24 program control acting via the rotary magnet 26 changes the temperature prescribes.

Wie Fig. 2 zeigt, können die Drehmagnete 25, 26 neben der Hauptwicklung 29 noch eine Zusatzwicklung 3o aufweisen, über die ein weiterer Steuer- oder Regelimpuls in <las System eingeführt werden kann. Weiter läßt Fig. 2 erkennen, daß der Anker 31 des Magneten mit einer Rückstellfeder 32 versehen ist. Diese Feder 32 wird beim Ansprechen des Magneten derart gespannt, (laß sie leim Ausschalten des Magneten den Anker 3, sowie den mit diesem gekuppelten Drehschieber in seine Ausgangslage zurückdrückt.As FIG. 2 shows, in addition to the main winding 29, the rotary magnets 25, 26 can also have an additional winding 3o, via which a further control or regulating pulse can be introduced into the system. Furthermore, FIG. 2 shows that the armature 31 of the magnet is provided with a return spring 32. This spring 32 is so tensioned when the magnet responds, (let it glue the armature 3, as well as the rotary valve coupled to it, pushes it back into its starting position.

Bei der @\usführung der Fig. 3 ist an Stelle der leiden Drehmagnete ein kleiner Gleichstrommotor 33 vorgesehen. Der Motor 33 arbeitet auf beide Drehschieber 23 und 2.1, und zwar über das Zahnradgetriebe 34 auf den Innenschieber 23 in der einen Drehrichtung und über das Zahnradgetriebe 35 auf dein Außenschieber 24 in der anderen Drehrichtung. Die Verstellung erfolgt dabei entgegen der Wirkung der kückstellfeder 36. Die Steuer- oder Regelimpulse können in diesem Falle beispielsweise mittels eines Spannungsteilers eingeführt werden, der iin .\nlcer- oder im Erregerkreis des Motors 33 liegt.In the case of the embodiment of FIG. 3, rotary magnets are used instead of the sufferers a small DC motor 33 is provided. The motor 33 works on both rotary valves 23 and 2.1, via the gear mechanism 34 on the inner slide 23 in the a direction of rotation and via the gear drive 35 on your outer slide 24 in the other direction of rotation. The adjustment takes place against the effect of the return spring 36. The control or regulating pulses can in this case, for example be introduced by means of a voltage divider, the iin. \ nlcer- or in the excitation circuit of the motor 33 is located.

:1n Stelle des Gleichstrommotors 33 ist nach Fig ¢ ein Drehstronrmotor 37 vorgesehen. Die Welle des Motors 37 ist direkt mit dein Innenschieber 23 verbunden, während das Gehäuse des Motors 37 unmittelbar mit dem Außenschieber 24 gekuppelt ist. Die Rückstellfeder 38 ist hier zwischen Motorgehäuse und -welle geschaltet.: 1n the place of the direct current motor 33 is a three-phase motor according to FIG 37 provided. The shaft of the motor 37 is directly connected to your inner slide 23, while the housing of the motor 37 is coupled directly to the outer slide 24 is. The return spring 38 is connected here between the motor housing and shaft.

Fig. 5 der Zeichnung zeigt die Verwendung eines einfachen Druckmagneten 39. Der Anker wirkt auf dein Innenschieber 23 und das Gehäuse auf den Außenschieber 24. Die Rückstellfeder 40 liegt auch hier zwischen Gehäuse und Anker.Figure 5 of the drawings shows the use of a simple pressure magnet 39. The anchor acts on your inner slide 23 and the housing acts on the outer slide 24. The return spring 40 is also here between the housing and armature.

Bei der Ausführung der Fig. 6 erfolgt die Verstellung des Innenschiebers 23 des Drosselorgans 2-2 mittels einer aus der Gebermaschine 41 und dein Impfängermotor 42 bestehenden elektrischen Welle. Jedem durch den Steuerhebel 43 vorgegebenen Winkelweg entspricht ein entsprechender Stellweg des Innenschiebers 23 und damit ein bestimmter Weg des Stellkolbens 14. Zur Rückführung des Steuervorgangs ist der Außenschieber 24 über das Zahnradgetriebe 44 und den Zahnstangentrieb 45 mit (lern Joch des Stehkolbens gekuppelt. Mit dieser Riickfiilrrung bildet der elektrohydraulische Verstellantrieb ein für viele Regelaufgaben universell geeignetes Regelgerät.In the embodiment of FIG. 6, the adjustment of the inner slide takes place 23 of the throttle organ 2-2 by means of one from the donor machine 41 and your vaccineer motor 42 existing electric shaft. Any angular path given by the control lever 43 corresponds to a corresponding travel of the inner slide 23 and thus a certain one Travel of the actuating piston 14. The outer slide is used to return the control process 24 via the gear train 44 and the rack and pinion drive 45 with (learn yoke of the piston coupled. The electrohydraulic adjustment drive forms with this feedback a control device that is universally suitable for many control tasks.

Zur Dämpfung etwaiger Pendelungen kann über das Zahnradgetriehe eine konstant erregte Tachorneterrnaschine 46 angetrieben werden, deren Spannung gleich dem Differentialquotienten der Bewegung des Stellkolbens 14, also der Geschwindigkeit, ist.To dampen any oscillations, a Constantly excited tachometer machine 46 are driven, the voltage of which is the same the differential quotient of the movement of the actuating piston 14, i.e. the speed, is.

Claims

PATENT CLAIM: i. Electro-hydraulic adjustment drive) with a the suction side and pressure side of the pump connecting line and one in this arranged throttle member, characterized in that the throttle member so under the influence of a path or speed control or regulation is; that in the event of changes in the control or regulation variable, a change in the flow cross-section the connecting line so that there is a change in the oil pressure under the actuating piston and such a change in the piston position occurs.

2. Adjusting drive according to claim i, characterized in that the action of the control or regulating variable on the throttle element takes place by an electrical or hydraulic control. 3. Adjusting drive according to claim 2, characterized in that an electromagnet or an electric motor is provided for adjusting the throttle element. 4. Adjusting drive according to claim 3, characterized in that when using an electric motor this can be remotely controlled via an electric shaft. 5. Adjustment drive according to claim 3, characterized in that when using an electromagnet this is designed as a rotary magnet, which is optionally provided with two excitation windings. 6. Adjusting drive according to claim i to 5; characterized in that the adjustment of the throttle member takes place against the action of a spring, which the throttle member in its zero position, the z. B. the open position may be trying to keep. 7. Adjusting drive according to claim i to 6, characterized in that the throttle member is under the influence of two control or regulating variables. B. adjusting drive according to claim 7, characterized in that the throttle member under your influence of an operating variable, z. B. a temperature, as well as a program control. 9. Adjustment drive according to claim 7, characterized in that the throttle member is adjusted depending on an operating variable or a program control and on the position of the piston. ok Adjustment drive according to Claim 9, characterized in that a small tachometer machine is coupled to the throttle element, the voltage of which is equal to the differential quotient of the piston movement. i i. Adjusting drive according to Claims i to io, characterized in that the throttle element consists of two concentric rotary slides or sliding slides which can be displaced relative to one another. 12. Adjusting drive according to claim ii, characterized in that when the throttle member is influenced by two control or regulating variables, one of the two slides is adjusted depending on the one and the other depending on the second control or regulating variable. 13. Adjusting drive according to claim ii, characterized in that the two slides are adjusted by a common adjusting member in the opposite direction of movement. 14. Adjusting drive according to claim 13, characterized in that when using an electric motor or an electromagnet, the one slide is coupled to the shaft or to the armature and the other to the housing of the motor or the magnet. 15. Adjusting drive according to claim 14, characterized in that the return spring of the slide is connected between the adjusting shaft or armature and the housing of the motor or magnet. 16. Adjusting drive according to claim i to 15, characterized in that the slide system forming the throttle element is relieved of pressure. 17. Adjusting drive according to claim i to io, characterized in that when iron oil is used as the operating fluid as a throttle member, a solenoid coil enclosing the connecting line at one point is used. 18. Adjusting drive according to claim i to 17, characterized in that the actuating force of the actuating piston counteracts a spring force in such a way that each position of the control or regulating member corresponds to a certain travel of the piston.