DE9005983U1

DE9005983U1 - Steuereinrichtung für einen Arbeitszylinder

Info

Publication number: DE9005983U1
Application number: DE9005983U
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1990-05-26
Filing date: 1990-05-26
Publication date: 1991-09-19
Anticipated expiration: 2000-05-27
Also published as: WO1991019108A1; EP0531304A1; JPH05507138A

Description

R. 23482
23.5.1990 Pn/Kc

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 10

Steuereinrichtung für einen Arbeitszylinder Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Steuereinrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einer derartigen, bekannten Einrichtung nach der DE-OS 38 16 509 ergeben sich Schwierigkeiten hinsichtlich der Konstruktion des Wegeventils, außerdem bereitet die Positionierung und Arretierung der Kolbenstange noch gewisse Schwierigkeiten.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Steuerung des Arbeitszylinders funktionssicher ist und eine sichere Arretierung der Kolbenstange gewährleistet ist.

Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung wiedergegeben. Letztere zeigt in den Figuren 1 und 2 zwei Ausführungsbeispiele von hydraulischen Steuereinrichtungen in schematischer Darstellung.

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Beschreibung des Erfindungsbeispiels

In Figur 1 stellt 10 einen doppeltwirkenden Arbeitszylinder dar, dessen beide Druckräume mit 11, 12 bezeichnet sind. Die Stellung des Kolbens 13 wird mit Hilfe eines Weggebers 14 an einer Kolbenstange 13A erfaßt und über eine elektrische Leitung 15 einem elektronischen Steuersystem 16 signalisiert.

Der Arbeitszylinder 10 wird durch ein 4/3-Wegeventil 17 gesteuert, das mit Hilfe eines Doppelhub-Proportional-Elektromagneten 18 betätigt wird, der wiederum über elektrische Leitungen 19, 20 vom elektronischen Steuergerät 16 angesteuert wird. Das Wegeventil 17 wird durch zwei Federn 21, 22 in Neutralstellung II zentriert.

An das Wegeventil 17 sind zwei Leitungen 23, 24 angeschlossen, die jeweils mit einem Sperrventil 25 bzw. 25A verbunden sind, die beide gleich ausgebildet sind und deren Ventilkörper 27 bzw. 27A jeweils von mit Stößeln 26 bzw. 26A versehenen Aufstoßkolben 28 bzw. 28A betätigt werden. Auf die Aufstoßkolben 28 bzw. 28A und die Ventilkörper 27 bzw. 27A wirken jeweils in entgegengesetzter Richtung Druckfedern 29, 30 bzw. 29A, 3OA. Die Betätigung der Sperrventile bzw. 25A erfolgt durch zwei Steuerleitungen 31, 32, die mit einer Leitung 33 verbunden sind. Diese Leitung 33 ist an ein 3/2-Wegeventil 34 angeschlossen, das durch einen Elektromagneten 35 betätigt wird, der über eine elektrische Leitung 36 vom elektronischen Steuersystem 16 angesteuert wird. Das 3/2-Wegeventil wird mit Hilfe einer Feder 37 in Neutralstellung I zentriert.

Von der gegenüberliegenden Anschlußseite des 3/2-Wegeventils 34 führt eine Leitung 38, in der eine Drossel 39 und ein Rückschlagventil 40 angeordnet sind, zu einer Druckmittelquelle 41, insbesondere einem Druckspeicher, der von einer nicht dargestellten Pumpe aufgeladen wird. Eine weitere Leitung 42 führt von derselben Anschlußseite des 3/2-Wegeventils 34 zu einem Behälter 43.

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In die Druckräume 11, 12 des Arbeitszylinders 10 münden Leitungen 44, 45, die jeweils so an die Sperrventile 25 bzw. 25A angeschlossen sind, daß sie bei geöffneten Sperrventilen mit den Leitungen 23, 24 in Verbindung stehen.

Auf die Kolbenstange 13A des Arbeitszylinders 10 wirkt eine mechanische Bremse 46, die durch eine Feder 47 betätigt wird. Die mechanische Bremse 46 wird entgegen der Federwirkung durch einen Zylinder 48 abgehoben, der durch eine Leitung 49 ebenfalls mit der Leitung 33 verbunden ist. Eine Leckölleitung 70 führt vom Zylinder 48 über die Rücklaufleitung 50 zur Rücklaufleitung 42.

Das Wegeventil 17 ist über eine Rücklaufleitung 51, in der eine Drossel 52 angebracht ist, ebenfalls an die Rücklaufleitung 50 angeschlossen. Über eine Leitung 53, in der eine Drossel 54 angeordnet ist, ist das Wegeventil 17 mit der Leitung 33 verbunden.

Der Arbeitszylinder 10 ist in der dargestellten Schaltstellung des Wegeventils 34 hydraulisch verriegelt, da beide Sperrventile 25, 25A, durch die Verbindung ihrer Steuerleitungen 31, 32 mit dem Behälter 43, geschlossen sind. Gleichzeitig wird der Arbeitszylinder 10 mechanisch verriegelt, da der Zylinder 48 der Bremse 46 ebenfalls über die Leitung 49 mit dem Behälter 43 verbunden ist. Zusätzlich ist das Wegeventil 17 von der Druckversorgung 41 abgeschnitten also drucklos.

Soll der Kolben 13 des Arbeitszylinders 10 beispielsweise nach links bewegt werden, wird das Wegeventil 17 in Schaltstellung III geschaltet, wenn das 3/2-Wegeventil 34 schon in Schaltstellung II steht. Druckmittel gelangt so über die Leitungen 33 und 49 zum Zylinder 48 der Bremseinrichtung 46, die von der Kolbenstange 13A abgehoben wird. Gleichzeitig werden über die Steuerleitungen 31, 32 die Sperrventile 25 bzw. 25A geöffnet, so daß die Druckräume 11, 12 des

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Arbeitszylinders 10 mit dem Wegeventil 17 verbunden sind. In Schaltstellung III des Wegeventils 17 wird dadurch der Druckraum 12 mit Druckmittel versorgt, während gleichzeitig der Druckraum 11 über die Leitung 23 und das Wegeventil 17 sowie die Leitungen 51, 50, 42 mit dem Behälter 43 in Verbindung steht.

Soll die Kolbenbewegung nach rechts erfolgen, bleibt das 3/2-Wegeventil 34 ebenfalls in Schaltstellung II und das Wegeventil 17 wird in Schaltstellung I geschaltet. Sinngemäß erfolgt der gleiche Vorgang wie bei der Kolbenbewegung nach links.

Die sichere Verriegelung des Arbeitszylinders 10 ist auch bei Ausfall der Stromversorgung und/oder der Hydraulikversorgung gewährleistet. In stromlosem Zustand werden die Wegeventile 17, 34 durch Federkraft in ihre Neutralstellungen gedruckt, was zur Verriegelung des Arbeitszylinders 10 führt. Bei Ausfall der Hydraulikversorgung schließen die hydraulisch betätigten Sperrventile 25 bzw. 25A automatisch.

In Figur 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, das zusätzlich zu dem in Figur 1 dargestellten ein 4/3-Wegeventil 55 enthält, welches über einen Doppelhub-Elektroschaltmagneten 56 betätigt wird, der wiederum durch elektrische Leitungen 57, 58 vom elektronischen Steuergerät 16 gesteuert wird. Dieses Ventil wird durch zwei Druckfedern 59, 60 in seiner Neutralstellung II zentriert. Die Feder 60, deren Federkraft größer als die der Feder 59 ist, stößt bei Neutralstellung II des Ventils 55 mit einer Abschlußplatte 61 an einen Anschlag 62 und gewährleistet somit ein sicheres Einstellen der Neutralstellung II des Ventils 55.

Das 4/3-Wegeventil 55 ist über eine Rücklaufleitung 63 mit der Rücklaufleitung 42 verbunden. Ein zweiter Anschluß 64 an dieser Seite des Wegeventils 55 verbindet es mit der Leitung 33.

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Von der gegenüberliegenden Anschlußseite führt die Leitung 49 zum Zylinder 48 der Bremse 46, so daß dieser keine direkte Verbindung zur Leitung 33 hat. Die Leitung 53 am Wegeventil 17 ist ebenfalls an dieser Anschlußseite an das 4/3-Wegeventil 55 angeschlossen, so daß diese ebenfalls keine direkte Verbindung zur Leitung 33 hat.

In der Neutralstellung II des 4/3-Wegeventils 55 verbindet es die Leitungen 53 und 49 mit der Rücklaufleitung 63 und entlastet damit den Zylinder 48 der Bremse 46 und das Wegeventil 17. Der Arbeitszylinder 10 wird somit unabhängig von der Schaltstellung des 3/2-Wegeventils 34 hydraulisch verriegelt.

In Schaltstellung I verbindet das 4/3-Wegeventil 55 die Leitungen und 49 mit der Leitung 33, so daß die Bewegungen des Arbeitszylinders 10 analog zu dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel gesteuert werden.

In Schaltstellung III verbindet das 4/3-Wegeventil 55 die Leitung mit der Leitung 33 und die Leitung 49 mit der Rücklaufleitung 63. Dadurch ist eine Funktionsprüfung der Bremse möglich, da diese druckentlastet ist und somit an die Kolbenstange 13A gedrückt wird, während gleichzeitig einer der beiden Druckräume 11, 12 des Arbeitszylinders 10 über das Wegeventil 17 mit Druckmittel versorgt werden kann.

Die Funktion der Sperrventile 25, 25A wird vom 4/3-Wegeventil 55 nicht beeinflußt, so daß diese Sperrventile auch dann funktionstüchtig bleiben, wenn sich beispielsweise der Druck aus der Leitung 49 nicht entfernen läßt (die Bremseinrichtung 46 würde dann nicht wirken).

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23.5.1990 Pn/Kc

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 10

Steuereinrichtunq für einen Arbeitszylinder Zusammenfassung

Bei einem doppeltwirkenden Arbeitszylinder (10) werden die Kolbenbewegungen über einen Weggeber (14) zu einem elektronischen Steuersystem (16) übertragen. Auf die Kolbenstange (13A) wirkt eine mechanische Bremse (46) ein. Die Druckräume (11, 12) des Arbeitszylinders werden über Sperrventile (25, 25A) mit einem 4/3-Wegeventil (17) verbunden. Das 4/3-Wegeventil (17), die Sperrventile (25, 25A) und die Arbeitszylinder (48) der Bremse (46) werden über ein 3/2-Wegeventil (34) mit einer Druckmittelquelle (41) verbunden. Die Wegeventile werden vom elektronischen Steuersystem (16) angesteuert.

Claims

R. 23482 23.5.1990 Pn/Kc ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 10 Ansprüche

1. Hydraulische Steuereinrichtung für die beiden Arbeitsräume (11, 12) eines doppeltwirkenden Arbeitszylinders (10) mittels eines Wegeventiles (17), wobei jedem der Arbeitsräume ein gegen unbeabsichtigtes Verschieben des Kolbens (13) dienendes und durch einen druckmittelbeaufschlagten Aufstoßkolben (28, 28A) betätigtes Sperrventil (25, 25A) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß für die Kolbenstange (13A) eine Bremseinrichtung (46) vorgesehen ist, die durch eine Feder (47) aktiviert und durch einen Arbeitszylinder (48) gelüftet wird und daß mindestens ein zusätzliches Wegeventil (34) vorgesehen ist, mit dem die Sperrventile (25, 25A) und der Arbeitszylinder (48) der Bremseinrichtung (46) betätigbar sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wegeventil (17) mittels eines Doppelhub-Proportional-Magneten (18) elektromagnetisch betätigbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres Wegeventil (55) vorgesehen ist, das zwischen dem zusätzlichen Wegeventil (34) und dem Wegeventil (17) angeordnet ist, mit dem die Bremseinrichtung (46) unabhängig von der Stellung des Wegeventils (34) zum Rücklauf (63) hin betätigbar ist und mit dem eine Funktionsüberprüfung der Bremsanlage ermöglicht wird.

90 05 933.

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4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Wegeventil (55) durch einen Doppelhub-Magneten (56) elektromagnetisch betätigbar ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektromagneten (18, 35, 56) der Wegeventile (17, 34, 55) durch eine elektronische Steuereinrichtung (16) angesteuert werden.

6. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale des Weggebers (14) an der Kolbenstange (13A) zur elektronischen Steuereinrichtung (16) übertragen werden.

7. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitszylinder (48) der Bremseinrichtung (46) stromabwärts und die Aufstoßkolben (28, 28A) der Sperrventile (25, 25A) stromaufwärts vom Wegeventil (55) angeschlossen sind, wobei das Wegeventil (34) noch weiter stromaufwärts liegt.

8. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinrichtung (46) nur dann mittels des weiteren Wegeventils (55) mit der Druckversorgung (41) verbindbar ist, wenn das zusätzliche Wegeventil (34) elektromagnetisch betätigt ist.