EP0471695B1

EP0471695B1 - Hydraulische antriebsvorrichtung

Info

Publication number: EP0471695B1
Application number: EP90906855A
Authority: EP
Inventors: Hans Hartmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-05-07
Filing date: 1990-05-04
Publication date: 1993-08-25
Anticipated expiration: 2010-05-04
Also published as: US5192174A; DE59002490D1; WO1990013747A1; DE3914860A1; EP0471695A1; JPH04507066A

Abstract

Bei einer hydraulischen Antriebsvorrichtung (10) für die Zustell- und Vorschub- sowie die Rückzugsbewegungen eines Werkzeugkopfes einer Werkzeugmaschine mit einem Hydromotor (11) und mit einem Nachlauf-Regelventil (12), bei dem zur Positions-Sollwert-Vorgabe und -Istwert-Rückmeldung eine Gewindespindel (39) und eine als Hohlwelle ausgebildete Spindelmutter (37) vorgesehen ist und eines dieser beiden Elemente mittels eines Elektromotors (41) im Sinne der Positions-Sollwert-Vorgabe antreibbar ist und das andere dieser beiden Elemente im Sinne der Positions-Istwert-Rückmeldung angetrieben ist, ist ein Dreh- und Winkelstellungsgeber-System (68, 74, 75 und 69, 77) vorgesehen, das eine Ausgabe erzeugt, die ein direktes Mass für die von der Sollwert-Vorgabewelle insgesamt ausgeführte Zahl von Umdrehungen sowie für die azimutale Position der Sollwert-Vorgabewelle innerhalb jeder Umdrehung ist, sowie ist ein elektronisches Weggeber-System (71, 78 und 71', 78'; 71''), dessen Ausgabe ein Mass für den Schleppfehler ΔS ist, um den die Ist-Position des Werkzeugkopfes bzw. des Antriebselementes des Hydromotors (16) gegenüber seiner Soll-Position nacheilt.

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Antriebsvorrichtung für die Zustell- und Vorschub- sowie die Rückzugsbewegungen eines Werkzeugkopfes einer Werkzeugmaschine und mit den weiteren, im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten, gattungsbestimmenden Merkmalen.
Eine derartige hydraulische Antriebsvorrichtung ist durch die DE-A-3438 600 bekannt.
Bei der bekannten Antriebsvorrichtung wird der mit dem Werkzeug fest gekoppelte Kolben eines Hydromotors mittels eines Nachlaufregelventils gesteuert, das mit elektromechanisch steuerbarer Positions-Sollwert-Vorgabe für das bewegliche Antriebselement des Hydromotors und mit mechanischer Positions-istwert-Rückmeldung arbeitet. Dabei ist zur Positions-Sollwert-Vorgabe und -Istwert-Rückmeldung eine Gewindespindel und eine mit deren Gewinde in kämmendem Eingriff stehende Spindelmutter vorgesehen, wobei eines dieser beiden Elemente - des Spindel-Muttersystems - mittels eines Elektromotors im Sinne der Positions-Sollwert-Vorgabe antreibbar und das andere dieser beiden Elemente im Sinne der Positions-Istwert-Rückmeldung antreibbar ist, derart, daß bei Gleichgewicht der Änderungsrate der Positions-Sollwert-Vorgabe und der Positions-Istwert-Rückmeldung die Spindel und die Mutter mit gleicher Drehzahl rotieren und keinerlei axiale Relativbewegungen gegeneinander ausführen. Im Rahmen des Nachlauf-Regelventils ist ein Ventilbetätigungsglied vorgesehen, welches, wenn die Spindel und die Mutter mit unterschiedlicher Drehzahl rotieren, Relativbewegungen der Mutter gegen die Spindel mit ausführt und dadurch das Ventil im Sinne einer Vergrößerung der Durchflußquerschnitte von Versorgungspfaden, über die das Druckmedium zur Erzielung der jeweils gewünschten Bewegungsrichtung strömt, aufsteuert, wenn die Änderungsrate der Ist-Position kleiner ist als die Änderung der Positions-Sollwert-Vorgabe, und diese Durchflußquerschnitte konstant hält, wenn und solange diese Änderungsraten gleich sind. Die für die Bewegungssteuerung des Elektromotors erforderlichen Signale werden von einer elektronischen Steuereinheit erzeugt, die mit einer einen Signalübergang und/oder Datenaustausch zwischen einer NC- oder einer CNC-Steuerung und der elektronischen Steuereinheit ermöglichenden Schnittstelle versehen ist. Um feststellen zu können, ob und/oder wann das mit der Antriebsvorrichtung angetriebene Werkzeug eine bestimmte Position erreicht hat, sei es um zu erfassen, ob das Werkzeug überhaupt seinen Arbeitshub ausgeführt hat, sei es um genau den Endpunkt seines Arbeitshubes feststellen zu können, z.B. wenn das Arbeitsergebnis davon abhängig ist, daß einne definierte Endposition tatsächlich erreicht wird, wie im Falle einer Presse oder Prägemaschine, ist eine Überwachungseinrichtung vorgesehen, bei der der Abstand des Regelventil-Betätigungsgliedes von dessen Grundstellung überwacht wird und, wenn dieser Abstand einen vorgebbaren, definierten Mindestwert unterschreitet, was gleichbedeutend damit ist, daß sich das Werkzeug dem Totpunkt nähert, ein positionscharakteristisches Überwachungssignal eines Näherungsschalters auslöst. Dadurch wird eine für viele Anwendungsfälle hinreichend genaue Feststellung des "programmierten" Totpunktes des Werkzeuges erzielt, welche anzeigt, daß das Werkzeug seinen Arbeitshub ausgeführt hat. Zum Einstellen der Einrichtung auf eine bestimmte Hubhöhe des Werkzeuges und eine bestimmte Materialdicke des Werkstückes bzw. Verformungstiefe desselben bedarf es lediglich einer zweckgerechten Programmierung der Sollwert-Vorgabe-Einrichtung. Die Erfassung des Totpunktes selbst erfolgt mit Hilfe eines Näherungsschalters, der anspricht, wenn ein Drehflügel, der über ein Obersetzungsgetriebe von dem Ventil-Betätigungsglied angetrieben wird, in eine definierte, voreingestellte Position gelangt, die der "Mittelstellung" des Ventilbetätigungsgliedes entspricht, welche dieses einnimmt, wenn Gleichheit von Soll- und Ist-Position erreicht ist, was gleichbedeutend mit dem Erreichen des Totpunktes des Werkzeuges ist.
Bei der bekannten Vorrichtung wird auch erkannt, wenn das Nachlauf-Regelventil voll aufgesteuert ist, das heißt wenn der Schleppfehler ΔS des Regelkreises sehr groß wird, was als Indiz dafür gewertet werden kann, daß eine Kollision zwischen dem Antriebselement und einem Hindernis vorliegt, und es wird dann die Antriebsvorrichtung abgeschaltet. Hierbei wird auch die Richtung der Bewegung des Antriebselementes berücksichtigt, das heißt es ist anhand von der Oberwachungseinrichtung erzeugter Signalekombinationen erkennbar, ob eine Kollision in "Vorwärts-" oder "Rückwärts-"Richtung stattgefunden hat.
Zwar ist bei der bekannten Antriebsvorrichtung eine Anpassung ihrer Oberwachungseinrichtung dahingehend, daß diese auf unterschiedliche Schwellenwerte des Schleppfehlers ΔS einstellbar ist, an verschiedene Einsatzzwecke durchaus möglich, es ist aber nicht möglich, den Schleppfehler seinem Betrage nach zu erfassen, solange dieser unterhalb des genannten Schwellenwertes liegt, mit der insoweit nachteiligen Folge, daß eine im Betrieb einer mit der Antriebsvorrichtung ausgerüsteten Maschine auftretende Änderung des Schleppfehlers, z. B. im Sinne einer Vergrößerung desselben, nicht erfaßt werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Antriebsvorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß eine kontinuierliche und fortlaufende Erfassung des Schleppfehlers ΔS möglich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Hiernach umfaßt die Überwachungseinrichtung einen Drehstellungsgeber, der, z.B. in digitalem Format Ausgangssignale erzeugt, die ein direktes Maß für die von dem Sollwert-Vorgabeelement insgesamt ausgeführten Umdrehungen sowie deren azimutaler Position innerhalb jeder Umdrehung sind, und es ist weiter ein elektronischer Weggeber vorgesehen, dessen Ausgangssignale ein direktes Maß für die axiale Auslenkung des Sollwert-Vorgabeelements gegenüber der Neutralstellung desselben bzw. der Neutralstellung des Ventilbetätigungsgliedes und damit ein Maß für den Schleppfehler ΔS sind, um den die Ist-Position des Werkzeuges bzw. des Antriebs-Elementes des Hydromotors gegenüber seiner Soll-Position nacheilt.
Hieraus resultierende - vorteilhafte - funktionelle Eigenschaften der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind zumindest die folgenden:
Dadurch, daß die Position des Sollwert-Vorgabeelements - im Sinne einer Messung - überwacht wird, ist der momentan für den Betriebszustand der Antriebsvorrichtung maßgebliche Positions-Sollwert genau "bekannt" und nicht mit Ungenauigkeiten behaftet, die, z. B. bei einer Impulsansteuerung eines zum Antrieb des Sollwert- Vorgabeelements vorgesehenen Schrittmotors dadurch auftreten können, daß der Schrittmotor, falls die Impulsfolgefrequenz der Ansteuerung einmal zu hoch sein sollte, einen Ansteuerimpuls gleichsam "übersieht".
Durch die permanente Messung der Auslenkung des Ventilbetätigungsgliedes des Nachlauf-Regelventils aus seiner Ruhelage, das heißt die Messung des Schleppfehlers der Regeleinrichtung, der in Einheiten der Position des von der Antriebsvorrichtung angetriebenen Werkzeuges umgerechnet werden kann, ist gleichzeitig auch dessen Ist-Position bekannt, so daß in jeder Phase eines Bearbeitungsvorganges, der unter Einsatz der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung durchgeführt wird, genau erkennbar ist, wie weit der Bearbeitungsprozeß fortgeschritten ist.
Eine sinnfällige und insoweit einfache Ausnutzung dieser Kenntnis kann z. B. darin bestehen, daß bei einer Vielzahl gleichartiger Bearbeitungsvorgänge, die periodisch wiederholt werden, ausgewertet wird, wie groß der Schleppfehler ΔS bei einer bestimmten Soll-Position des mit der Antriebsvorrichtung angetriebenen Werkzeuges ist. Zeigt es sich hierbei, daß der Schleppfehler Δs, bezogen auf diese bestimmte soll-Position des Werkzeuges über mehrere Arbeitsvorgänge hinweg kontinuierlich zunimmt, so ist dies ein Indiz dafür, daß das Werkzeug "schlecht" - stumpf - wird und daher alsbald ausgewechselt werden muß.
Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung bietet insoweit die Möglichkeit der Erkennung einer drohenden Fehlfunktion der mit ihr ausgerüsteten Maschine insgesamt und damit natürlich auch die - rechtzeitige - Vermeidung dieser Fehlfunktion, die mit einer Beschädigung der Maschine verknüpft sein könnte.
Andererseits sind bei der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung auch solche Phasen der Bearbeitung erkennbar, bei denen zwar der Schleppfehler ΔS zunimmt, diese Zunahme aber bei periodisch wiederholten Bearbeitungsvorgängen immer dieselbe ist, was als Indiz dafür gewertet werden kann, daß der Bearbeitungsvorgang von der Positions-Sollwert-Vorgabesteuerung her gesehen nicht optimal "programmiert" ist, d. h. die Positions-Sollwert-Vorgabe für die betrachtete Bearbeitungsphase zu schnell erfolgt.
Sowohl unter dem Gesichtspunkt der frühzeitigen Erkennung eines Werkzeugverschleißes als auch unter dem Gesichtspunkt einer optimalen Steuerung - Programmierung - des Bearbeitungsablaufes ist es daher vorteilhaft, wenn - gemäß Anspruch 2 - eine elektronische Steuer- und Verarbeitungseinheit vorgesehen ist, welche aus einer Verarbeitung der Ausgaben des Drehstellungsgebers und des Weggebers nedarfsgerecht Steuersignale für die folgenden Funktionen erzeugen kann:

i Konstanthaltung des Schleppfehlers und/oder
ii Verringerung des Schleppfehlers durch Änderung der Kreisverstärkung des Regelkreises, und/oder
iii Abschaltung der Antriebsvorrichtung, wenn der Schleppfehler ΔS einen einstellbar vorgegebenen, werkzeugspezifischen Wert überschreitet.

Diese Steuereinheit ermöglicht es, die Antriebsvorrichtung z. B. im Sinne eines bestmöglichen Kompromisses zwischen erwünscht hoher Dynamik und gleichwohl schonendem Betrieb zu benutzen.
Die gemäß Anspruch 3 vorgesehene, bevorzugte Gestaltung des zur Überwachung der Positions-Sollwert-Vorgabe vorgesehenen Drehstellungsgebers und Anordnung seiner rotierenden Geberelemente auf der Sollwert-Vorgabewelle des Nachlauf-Regelventils der Antriebsvorrichtung hat den Vorteil einer sehr genauen Erfassung des jeweils maßgeblichen Positions-Sollwertes - letztendlich - des Werkzeuges, da keinerlei Getriebe oder Übertragungselemente, die mit Schlupf oder Spiel behaftet sein können, zwischen die Positions-Sollwert-Vorgabewelle und den Drehstellungsgeber geschaltet sind.
Dasselbe gilt mit sinngemäßem Bezug auf die Genauigkeit der Schleppfehler-Messung auch für die durch die Merkmale des Anspruchs 4 vorgesehene Gestaltung des Weggeber-Systems, mit dem die axialen Auslenkungen der Sollwert-Vorgabewelle des Nachlauf-Regelventils überwachbar sind.
Durch die gemäß Anspruch 5 vorgesehene Anordnung der Positions-Istwert-Rückmeldespindel des Nachlauf-Regelventils ist eine Reaiisierung der Antriebsvorrichtung mit günstig geringen axialen Abmessungen möglich.
Durch die gemäß Anspruch 6 vorgesehene Anordnung des Steuermotors des Nachlauf-Regelventils in dessen im Betrieb der Antriebsvorrichtung vollständig mit Hydrauliköl verfüllten Leckölraum kann das Arbeitsmedium der Antriebsvorrichtung auf einfache Weise zur Kühlung des Steuermotors ausgenutzt werden, der dadurch mit höherer elektrischer Leistung angesteuert werden kann, was wiederum der Dynamik der gesamten Antriebsvorrichtung zugutekommt.
Weiter ist eine erhebliche konstruktive Vereinfachung der Antriebsvorrichtung - Einsparung von Dichtungen und für solche benötigter, mit hoher Genauigkeit zu bearbeitender Dichtflächen - dadurch erzielbar, daß gemäß Anspruch 7 auch das Drehstellungs- und Schleppfehler-Meßsystem "im Öl", das heißt in einem mit dem Aufnahmeraum des Steuermotors in kommunizierender Verbindung stehenden Gehäuseraum der Antriebsvorrichtung untergebracht ist. Es bedarf dann lediglich einer Abdichtung des die genannten Meßsysteme, den Motor und den Leckölraum des Nachlauf-Regelventils enthaltenden Gehäuseteils nach außen, nicht aber auch der Abdichtung der entsprechenden Aufnahmeräume innerhalb des Gehäuses gegeneinander. Auch eine zur unmittelbaren Ansteuerung des Steuermotors vorgesehene Leistungs-Endstufe des für die Betriebssteuerung der Antriebsvorrichtung vorgesehenen elektronischen Steuergeräts kann in einem - drucklosen - Leckölraum der Vorrichtung mit untergebracht sein und dadurch auf einfache Weise gekühlt werden, wobei es sich natürlich versteht, daß die elektrischen Versorgungs- und Steuerleitungen sowie die Signalleitungen, über welche die Sensor-Elemente des Drehstellungsgebers und des Weggebers an die elektronische Steuereinheit angeschlossen sind, isoliert und flüssigkeitsdicht aus dem Gehäuse der Antriebsvorrichtung herausgeführt sein müssen, was aber technisch problemlos ist.
Durch die Merkmale des Anspruchs 8 ist eine bevorzugte, spezielle Gestaltung des zur Überwachung der Positions-Sollwert-Vorgabe vorgesehenen Drehstellungsgebers angegeben, der eine Winkelauflösung der Drehstellung von 3,6 · 10⁻²⁰ ermöglicht.
Durch die Merkmale des Anspruchs 9 ist dem grundsätzlichen Aufbau nach und durch diejenigen des Anspruchs 10 im Sinne einer bevorzugten Gestaltung der Weggeber näher spezifiziert, mittels dessen der Schleppfehler ΔS der Antriebsvorrichtung erfaßbar ist, wobei der Schleppfehler ΔS auf mindestens 1/100 seines maximalen Betrages genau meßbar ist.
Durch die gemäß Anspruch 11 vorgesehene Auswertung des Weggeber-Ausgangssignals kann auf eine Zuordnung der Neutralstellung des Ventilsbetätigungsgliedes des Nachlauf-Regelventils zu einem bestimmten Ausgangssignal-Pegel des Weggebers verzichtet werden, wodurch zeitraubende Justier- und Eichvorgänge entfallen können.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines speziellen Ausführungs-Beispiels anhand der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1: ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen hydraulischen Antriebsvorrichtung mit einem Meßsystem für den Sollwert der Kolbenposition und für den Schleppfehler der Regelung.
Fig. 2a: Einzelheiten einer Drehstellungsgebereinheit des Meßsystems gemäß Fig. 1,
Fig. 2b: Eizelheiten eines Referenzsignalgebers des Meßsystems gemäß Fig. 1 und
Fig. 2c: Einzelheiten eines Schleppfehlergebers des Meßsystems gemäß Fig. 1, jeweils in vereinfachter, teilweise abgebrochener Ansicht.

Die in der Figur 1, auf deren Einzelheiten ausdrücklich verwiesen sei, dargestellte, insgesamt mit 10 bezeichnete, erfindungsgemäße hydraulische Antriebsvorrichtung besteht aus einem Hydromotor 11, einem Nachlauf-Regelventil 12, das mit elektrisch gesteuerter Vorgabe des Sollwertes der Position eines - nicht dargestellten - Werkzeuges, das mittels des Hydromotors 11 in seine Arbeitspositionen gebracht wird, und mechanischer Positions-Istwert-Rückmeldung arbeitet, einer lediglich schematisch angedeuteten elektronischen Steuereinheit 13 für die Positions-Sollwert-Vorgabe-Steuerung und einem insgesamt mit 14 bezeichneten Meßsystem, mittels dessen einerseits der eingesteuerte Positions-Sollwert des Werkzeuges bzw. des Antriebskolbens 16 meßbar und andererseits der Schleppfehler ΔS erfaßbar ist, um den das Werkzeug bzw. der Antriebskolben 16 dem angesteuerten Positions-Sollwert nacheilt.
Bei der insoweit durch die Benennung ihrer funktionswesentlichen Komponenten 11 bis 14 erläuterten Antriebsvorrichtung 10 sind deren Hydromotor 11, das Nachlauf-Regelventil 12 und das Meßsystem als eine kompakte, in einem gemeinsamen Gehäuse 17 untergebrachte Baueinheit ausgebildet, wobei das Nachlauf-Regelventil 12, entlang der zentralen Achse 18 der Baueinheit 11, 12, 14 gesehen, "zwischen" dem Hydromotor 11 und dem Meßsystem 14 angeordnet ist.
Der Hydromotor 11 ist beim dargestellt, speziellen Ausführungsbeispiel als linearer Hydrozylinder ausgebildet, dessen mit der Kolbenstange 19 fest verbundenen Kolben 16 innerhalb eines das Gehäuse 17' dieses Hydrozylinders 11 bildenden Abschnittes des Gehäuses 17 zwei Antriebsdruckräume 21 und 22 des Hydrozylinders 11 druckdicht beweglich gegeneinander abgrenzt, durch deren - mittels des Nachlauf-Regelventils 12 gesteuerten - alternativen Anschluß an den Hochdruck (P)-Ausgang 23 des lediglich schematisch angedeuteten Druckversorgungsaggregats 24 bzw. dessen - drucklosen Tank (T)-Anschluß 26 der Antriebskolben 16 in den durch die Pfeile 27 und 28 repräsentierten Bewegungsrichtungen - Vorschubbewegung und Rückzugsbewegung - antreibbar ist.
Das Nachlauf-Regelventil 12 ist seiner Funktion nach ein 4/3-Wege-Ventil, dessen neutrale Grundstellung 0 seine Sperrstellung ist, in welcher beide Antriebsdruckräume 21 und 22 des Hydromotors 11 sowohl gegen den P-Anschluß 23 als auch gegen den T-Anschluß 26 des Druckversorgungsaggregats abgesperrt sind.
In der dem Vorschub-Betrieb der Antriebsvorrichtung 10 zugeordneten Funktionsstellung I des Nachlauf-Regelventils 12 ist der eine, gemäß der Zeichnung linke Antriebsdruckraum 21 des Hydrozylinders über einen Durchflußpfad 29 des Nachlauf-Regelventils 12 an den P-Druckausgang 23 des Druckversorgungsaggregats 24 angeschlossen, während der andere Antriebsdruckraum 22 über den weiteren Durchflußpfad 31 zum Tank 26 des Druckversorgungsaggregats hin druckentlastet ist. in dieser Funktionsstellung I des Nachlauf-Regelventils 12 bewegt sich der Kolben 16 des Hydrozylinders 11 in Richtung des Pfeils 27, gemäß Figur 1 nach rechts.
In der dem Rückzugsbetrieb zugordneten Funktionsstellung II des Nachlauf-Regelventils 12 ist der gemäß Figur 1 linke Antriebsdruckraum 21 über einen Durchflußpfad 32 des Nachlauf-Regelventils 12 mit dem - drucklosen - Tankanschluß 26 des Druckversorgungsaggregats 24 verbunden, während der andere Antriebsdruckraum 22 des Hydrozylinders 11 über den zweiten in der Funktionsstellung II des Nachlauf-Regelventils 12 wirksamen Durchflußpfad 33 an den P-Druckausgang 23 des Druckversorgungsaggregats 24 angeschlossen ist. In dieser Funktionsstellung II des Nachlauf-Regelventils 12 bewegt sich der Antriebskolben 16 des Hydromotors 11 in Richtung des Pfeils 28, gemäß Figur 1 nach links.
Das Nachlauf-Regelventil 12, das - zum Zweck der Erläuterung - gemäß der halbschematischen Darstellung der Figur 1 als Schieber-Ventil vorausgesetzt ist, dessen "Kolben" 34 durch das 4/3-Wege-Ventil-Symbol repräsentiert ist, ist als Proportionalventil ausgebildet, das, von seiner sperrenden Grundstellung 0 aus gesehen, mit einer zunehmenden Verschiebung seines Ventilkolbens 34 nach "links"; d.h. im Sinne einer Beaufschlagung des Hydromotors 11 in Vorschub-Richtung 27, zunehnmend größere Querschnitte der Durchflußpfade 29 und 31 freigibt und bei einer zunehmenden Verschiebung seines Ventilkolben 34 nach "rechts", d.h. im Sinne einer Beaufschlagung des Hydromotors in Rückzugsrichtung 28, zunehmend größere Querschnitte der Durchflußpfade 32 und 33 freigibt, wobei sich der Ventikolben 34 jeweils in der zur Bewegungsrichtung des Antriebskolbens 16 entgegengesetzten Richtung bewegt.
Um das insoweit erläuterte Nachlauf-Regelventil 12 im Sinne der Bewegungssteuerung des Kolbens 16 des Hydromotors 11 und des mit diesem angetriebenen Werkzeuges bedarfsgerecht in seine verschiedenen Funktionsstellungen 0 und I bzw. II steuern zu können, sind weiter die folgenden Funktionselemente vorgesehen:
In einer zentralen, mit der Längsachse 18 der Antriebsvorrichtung 10 koaxialen Bohrung 36 eines auf das Gehäuse des Nachlauf-Regelventils 12 bildenden, blockförmigen Mittelabschnitts 17'' des Gehäuses 17 ist drehbar und axial verschiebbar eine Hohlwelle 37 gelagert, die an ihrem dem Hydromotor 11 zugewandten Endabschnitt mit einem Innengewinde 38 versehen ist, über das sie mit einer zentralen, langgestreckten Gewindespindel 39, welche fest mit dem Antriebskolben 16 des Hydromotors 11 verbunden ist, in kämmendem Eingriff steht. Diese Hohlwelle 37 ist - zur Vorgabe des Positions-Sollwertes des Antriebskolbens 16 des Hydromotors 11 - mittels eines insgesamt mit 41 bezeichneten Elektromotors antreibbar dessen Stomversorgung im Sinne der Positions-Sollwert-Vorgabe durch elektrische Ausgangssignale der elektronischen Steuereinheit 13 gesteuert wird.
Dieser Elektromotor hat beim dargestellten, speziellen Ausführungsbeispiel einen gehäusefest angeordneten Stator 42 und einen axial hin- und herverschiebbaren Rotor 43, dessen Rotorwelle durch einen Abschnitt der Hohlwelle 37 gebildet ist, welche solchermaßen dreh- und verschiebefest mit dem Rotor 43 verbunden ist. Der Rotor 43 des Elektromotors 41 ist somit über den von der Gewindespindel 39 axial durchsetzten Abschnitt 44 der Hohlwelle 37 an dem blockförmigen Mittelabschnitt 17'' des Gehäuses 17, einerseits und andererseits mit einem weiterführenden Abschnitt 46 der den Rotor 43 tragenden Hohlwelle 37 in einer zentralen Bohrung 47 einer Zwischenwand 48 des Gehäuses 17 drehbar gelagert, welche den im wesentlichen von dem Motor 41 und dem Nachlauf-Regelventil 12 eingenommen Raum 49 gegen den für die Aufnahme des Meßsystems 14 vorgesehenen Gehäuseraum 51 abgrenzt, wobei diese Räume 49 und 41 jedoch nicht druckdicht gegeneinander abgeschlossen sind, sondern insgesamt den Leckölraum der Antriebsvorrichtung 10 bilden. In dem zentralen, das Nachlauf-Regelventil 12 aufnehmenden Teil 17'' des Gehäuses 17 der Antriebsvorrichtung 10 ist axial verschiebbar, jedoch unverdrehbar ein insgesamt mit 52 bezeichnetes, der Grundform nach joch-förmiges Ventilbetätigungsglied gelagert, das zwei parallel zueinander verlaufende Jochschenkel 53 und 54 hat, die durch einen parallel zu! zentralen Längsachse 18 der Antriebsvorrichtung verlaufenden Führungstab 56, der durch eine radial seitliche Führungsbohrung 57 des blockförmigen, zentralen Gehäuseteils 17'' hindurchtritt, fest miteinander verbunden sind und sich über je einen Betätigungsstift 58 bzw. 59 axial an den einander gegenüberliegenden Seiten des Ventilkolbens 34 angreifen, wobei diese Abstützung der Jochschenkel 53 und 54 an den Betätigungsstiften 58 und 59 bzw. dem Ventilkolben 34 sattformschlüssig ist.
Die beiden Jochschenkel 53 und 54 haben miteinander fluchtende, mit der zentralen Längsachse 18 der Antriebsvorrichtung 10 koaxiale Bohrungen 61 und 62, deren Durchmesser geringfügig größer ist als der Außendurchmesser der Hohlwelle 37, so daß diese mit einem für ihre leichtgängige Drehbarkeit hinreichenden Spiel durch diese Bohrungen 61 und 62 der Jochschenkel 53 und 54 des Ventilbetätigungsgliedes 52 hindurchtreten kann.
Das Ventilbetätigungsglied 52 ist über Kugellager 63 und 64, die eine leichtgängige Drehbarkeit der Hohlwelle 37 relativ zu dem Ventilbetätigungsglied 52 vermitteln, axial spielfrei zwischen radialen Mitnahmeflanschen 66 und 67 der Hohlwelle 37 - axial - gelagert.
Zum Zweck der Erläuterung der Funktion der insoweit ihrem grundsätzlichen Aufbau nach beschriebenen Komponenten der Antriebsvorrichtung 10 sei zunächst angenommen, daß der Hydromotor, ausgehend von einer Ruhelage, in welcher das Nachlauf-Regelventil 12 seine Sperrstellung 0 einnimmt, z. B. der dargestellten Ruhelage, eine Vorschubbewegung in Richtung des Pfeils 27 ausführen soll.
Hierzu wird der elektrische Antriebsmotor 41 durch Ausgangssignale der elektronischen Steuereinheit 13 mit derjenigen Drehrichtung - der Motor 41 ist in alternativen Drehrichtungen antreibbar - angetrieben, daß sein Rotor 43 und mit diesem die Hohlwelle 37 - wegen deren Gewinde-Eingriff mit der zunächst in Ruhe bleibenden Gewindespindel 39 - eine axiale Verschiebung in der zur Vorschubrichtung 27 entgegengesetzten Richtung 28 erfährt, die über das Ventilbetätigungsglied 52, das diese einleitende axiale Verschiebung der Hohlwelle 37 mit ausführt, auch auf den Ventilkolben 34 des Nachlauf-Regelventils 12 übertragen wird, das dadurch in seine dem Vorschubbetrieb zugeordnete Funktionsstellung I gelangt. Durch die hieraus resultierende - zunehmende - Druckbeaufschlagung des einen, gemäß Figur 1 linken, Antriebsdruckraumes 21 des Hydromotors 11 bei gleichzeitiger Druckentlastung seines anderen Antriebsdruckraumes 22 erfährt der Kolben 16 des Hydromotors 11 nunmehr eine Verschiebung in Vorschubrichtung 27, die sich wegen des formschlüssig-kämmenden Eingriffes zwischen der Gewindespindel 39 und dem Innengewinde 38 der Hohlwelle 37 auch auf diese und damit den Ventilkolben 34 überträgt, der hierdurch wieder in Richtung auf seine Grundstellung 0, d. h. im Sinne einer Verringerung der wirksamen Querschnitte der Durchfluß-Pfade 29 und 31 des Nachlauf-Regelventils verschoben wird. Nach einem nur eine kurze Zeitspanne benötigenden "Einschwingen" der Regelung ergibt sich ein stationärer Zustand, in welchem die Hohlwelle 37 mit derjenigen Drehzahl angetrieben ist, daß die der rotatorischen Relativbewegung der Hohlwelle 37 gegenüber der Gewindespindel 39 entsprechende Axialverschiebung dieser beiden Elemente 37 und 39 gegeneinander gleich der Vorschubgeschwindigkeit des Kolbens 16 ist. In diesem stationären, d.h. konstanter Vorschub-Geschwindigkeit des Kolbens 16, entsprechenden Betriebszustand der Antriebsvorrichtung 10, der Gleichheit des Ist-Wertes der Vorschub-Geschwindigkeit des Antriebskolbens 16 und des Soll-Wertes der Vorschubgeschwindigkeit entspricht, ist das Ventilbetätigungsglied 52 "in Ruhe" und das Nachlauf-Regelventil 12 in seiner Funktionsstellung I soweit geöffnet, daß der Öl-Volumenstrom dV/dt, der in den druckbeaufschlagten Antriebsdruckraum 21 des Hydrozylinders zugeführt wird bzw. aus dessen druckentlastetem Druckraum 22 abgeführt wird, genau den Wert F * dS/dt hat, wobei mit F der Wert der druckbeaufschlagten Fläche des Antriebskolbens 16 und mit dS/dt die Vorschubgeschwindigkeit in Richtung des Pfeils 27 bezeichnet sind.
Die Wirkungsweise der Antriebsvorrichtung 10 im Rückzugsbetrieb des Hydromotors 11 - bei Ansteuerung des Elektromotors 41 in der entgegengesetzten Drehrichtung - ist analog, wobei lediglich die wirksame Querschnittsfläche des Kolbens 16 - beim dargestellten, speziellen Ausführungsbeispiel - kleiner ist.
In dem stationären, Gleichheit von Ist- und Sollwert der Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens 16 entsprechenden, Betriebszustand der Antriebsvorrichtung 10 besteht jedoch zwischen dem jeweils momentan maßgeblichen Sollwert der Position des Antriebskolbens 16 und deren Ist-Wert ein Unterschied, der gleich dem für die Aufrechterhaltung des stationären Zustandes erforderliche Auslenkungshub des Nachlauf-Regelventil-Kolbens 34 aus seiner Grundstellung 0 ist und dem Schleppfehler ΔS der Regelung entspricht, um den der Positions-Ist-Wert des Antriebskolbens 16 bzw. des Werkzeuges dem Soll-Wert nacheilt
Das Meßsystem 14, zu dessen Erläuterung nunmehr auch auf die Einzelheiten der Fig. 2a sowie 2b und 2c Bezug genommen wird, umfaßt insgesamt 3, der Grundform nach im wesentlichen rotationssymmetrische Geberelemente 68,69 und 71, welche mit der aus der Fig. 1 ersichtlichen Anordnung in axialem Abstand zueinander dreh- und verschiebefest auf dem in den Aufnahmeraum 51 des Meßsystems 14 hineinragenden Endabschnitt 72 der Hohlwelle 37 angeordnet sind.
Das erste mechanische Geberelement 68 hat die Form eines Zahnrades mit parallel zur zentralen Längsachse 18 verlaufenden Zähnen 73, die beim Vorbeitreten an gehäusefest angeordneten elektronischen Sensorelementen 74 und 75 impulsförmige Wechselspannungsausgangssignale dieser Sensorelemente 74 und 75 auslösen, d.h. Folgen von zwischen einem maximalen und einem minimalen Pegel variierenden Spannungsimpulsen, deren Impulsform bei vorgegebener Drehzahl der Hohlwelle 37 bzw. des Rotors 43 des Elektromotors 41 in sehr guter Näherung einer Sinuswelle entspricht.
Als Sensorelemente 74 und 75 sind sogenannte Feldplattenfühler von an sich bekannter Bauart benutzt, bei denen die Amplituden der Ausgangssignale unabhängig von der Drehgeschwindigkeit der mechanischen Geberelemente 68 sind, d.h. der Signalpegel ihrer Ausgangssignale zwischen definierten - oberen und unteren - Extremwerten variiert, so daß die Ausgangssignale der beiden Sensorelemente 74 und 75 auch dem Pegel nach gut auswertbar sind.
Die beiden Sensorelemente 74 und 75 sind in einem solchen azimutalen Abstand Δφ voneinander angeordnet, daß zwischen ihren Ausgangssignalen eine Phasenverschiebung von 90° besteht, so daß aus einer fortlaufenden Überwachung des zeitlichen Verlaufs der Ausgangssignale der beiden Sensorelemente 74 und 75 und der zeitlichen Änderungen (zeitlichen Differentialquotienten) derselben auch der Drehsinn der Hohlwele 37 erfaßt werden kann.
Diese Auswertung der Sensor-Ausgangssignale erfolgt nach bekannten Algorithmen in der elektronischen Steuereinheit 13, der die Ausgangssignale der beiden Sensorelemente 74 und 75 zugeleitet sind.
Das zahnradförmige Geberelement 68 und die diesem zugeordneten Sensorelemente 74 und 75 bilden somit ein Winkelstellungs-Meßsystem, dessen Genauigkeit um so größer ist, je größer die Zahl der über den Umfang des Geberelements 68 äquidistant verteilten Zähne 73 ist und je höher die Genauigkeit ist, mit der Ausgangssignal-Amplituden der beiden Sensorelemente 74 und 75 gemessen werden können. Die diesbezügliche Meßgenauigkeit erlaubt es, den Winkelabstand zweier aufeiander folgender Zähne auf 1/100 seines Betrages genau zu erfassen. Bei einem Winkelabstand von 3,6° zwischen je zwei aufeinander folgenden Zähnen 73 beträgt somit die Genauigkeit des Winkelstellungs-Meßsystems 68,74,75 3,6 x 10⁻²°.
Das zweite - mit der Hohlwelle 37 rotierende - mechanische Geberelement 69 ist als ringflanschförmiges Element ausgebildet, das an seinem Umfang nur einen einzigen, z.B. V-förmigen, Schlitz 76, alternativ dazu einen - spitzen - Vorsprung 76' aufweist, durch dessen Vorbeitreten an einem diesem Geberelement 69 zugeordneten, gehäusefest angeordneten elektronischen Sensorelement 77 jeweils ein Referenzimpuls ausgelöst wird.
Durch das Auftreten des Referenzimpulses dieses elektronischen Sensorelementes 77, dessen Aufbau demjenigen der Sensorelemente 74 und 75 des Winkelstellungs-Meßsystems 68,74,75 analog ist, wird gleichsam eine Referenzebene markiert, auf welche die mittels der beiden Sensorelemente 74 und 75 innerhalb einer Umdrehung der Hohlwelle 37 erfaßbaren Winkelstellungen dieser Welle bezogen werden können. Durch die bei einer bestimmten Drehrichtung der Hohlwelle 37 auftretenden Winkelstellungs- und Umdrehungszahl-Impulse, die von den Sensorelementen 74 und 75 und ggf. 77 abgegeben werden, ist somit auf einfache Weise - durch entsprechende Auswertung in der elektronischen Steuereinheit 13 - die Positions-Sollwert-Vorgabe für den Antriebskolben 16 des Hydromotors 11 kontrollierbar.
Das zahnradförmige Geberelement 68 und das ringflanschförmige Geberelement 69 sowie die diesen zugeordneten elektronischen Sensorelemente 74 und 75 bzw. 77 sind so angeordnet und gestaltet, daß die Ausgangssignale mindestens der beiden Sensorelemente 74 und 75 des Winkelstellungs-Meßsystems 68,74,75 durch die im Betrieb der Antriebsvorrichtung 10 möglichen axialen Verschiebungen der Hohlwelle 37 - und damit auch der Geberelemente 68 und 69 - nicht beeinflußt werden, da die Ausgangssignale der beiden Sensorelemente 74 und 75 auch hinsichtlich der Beträge ihrer Amplituden (Signalpegel) möglichst genau auswertbar sein sollen.
Für das Referenz-Meßsystem 69,77 ist dies nicht zwingend erforderlich, jedoch ist es auch hier zweckmäßig, wenn die Amplituden der von dem Sensorelement 77 erzeugten Ausgangssignale nicht, zumindest nicht drastisch, mit axialen Verrückungen des ringflanschförmigen Geberelements 69 variieren.
Im Unterschied dazu ist das das dritte rotierende Geberelement 71 und mindestestens ein weiteres, ebenfalls gehäusefest angeordnetes elektronisches Sensorelement 78 umfassende Teilsystem des Meßsystems 14 so gestaltet, daß der Ausgangssignalpegel der von diesem dritten elektronischen Sensorelement 78 erzeugten Ausgangssignale signifikant, vorzugsweise in einer linearen Relation mit axialen Verrückungen des Geberelements 71 bzw. der Hohlwelle 37 variiert, um aus der diesbezüglichen Variation bzw. dem jeweiligen Betrag des Ausgangssignals des Sensorelements 78 den im Betrieb der Antriebsvorrichtung 10 jeweils maßgeblichen Schleppfehler ΔS mit hinreichender Genauigkeit bestimmen zu können.
Zu diesem Zweck ist in der der Fig. 1 entnehmbaren, einfachen Gestaltung des Schleppfehler-Meßsystems 71,78 dessen mechanisches Geberelement 71 als eine Ringrippe mit konischen Flanken 79 und 81 ausgebildet, die entlang einer scharfen Ringkante 82 aneinander anschließen, durch deren axiale Verrückungen relativ zu dem Sensorelement 78 dessen Ausgangssignalpegel beeinflußt wird.
Als Sensorelement 78 ist wiederum ein Element desjenigen Typs vorgesehen, wie für das Winkelstellungs-Meßsystem 68, 74, 75 schon erläutert. Im Sinne einer einfachen Auswertbarkeit des Pegels der Ausgangssignale des Sensorelements 78 in Einheiten des Schleppfehlers ΔS ist es günstig, wenn mit der - sperrenden - Grundstellung O des Nachlauf-Regelventils 12 eine Position des mechanischen Geberelements 71 verknüpft ist, in der das Ausgangssignal des Sensorelements 78 des Schleppfehler-Meßsystems 71, 78 einem - hohen oder niedrigen - Extremwert entspricht, so daß Änderungen des Ausgangssignal-Pegels des Sensorelements 78 jeweils in einem monotonen Zusammenhang mit dem Schleppfehler ΔS in der einen oder der anderen Richtung stehen.
Eine diesbezüglich erforderliche Justierbarkeit des Schleppfehler-Meßsystems 71,78 kann dadurch realisiert sein, daß sein Geberelement 71 auf einem Gewinde 83 des Hohlwellen-Endabschnittes 72 schraubbar und dadurch in axialer Richtung definiert verschiebbar angeordnet und mittels einer nicht dargestellten Sicherungsmutter fixierbar ist.
Alternativ zu der in der Fig. 1 dargestellten, bezüglich der Ebene der Ringkante 82 symmetrischen Ausbildung des Geberelements 71 kann, wie beispielhaft im oberen Teil der Fig. 2c dargestellt, als mechanisches Geberelement auch ein einfachkonischer Ring 71' vorgesehen sein, um einen monotonen Zusammenhang des Ausgangssignalpegels des Sensorelements 78 mit dem Schleppfehler ΔS zu erzielen. Bei der gemäß Fig. 2c vorgesehenen Ausbildung des mechanischen Geberelements 71' des Schleppfehler-Meßsystems 71',78 ist eine Eichung desselben in Einheiten des Schleppfehler ΔS auf einfache Weise dadurch möglich, daß mit dem Einschalten der Antriebsvorrichtung, d.h. solange die Hohlwelle 37 bzw. das Geberelement 71' noch keine Verschiebung erfahren haben kann, der Ausgangssignalpegel des Sensorelements 78 als Referenzpunkt für die Schleppfehler-Messung gespeichert und solchermaßen als Korrekturgröße für die Schleppfehlermessung berücksichtigt wird.
Die Realisierung einer diesbezüglich erforderlichen Korrektur-bzw. Auswertungsschaltung ist einem mit gängiger elektronischer Schaltungstechnik vertrauten Fachmann bei Kenntnis des Zweckes ohne weiteres möglich, so daß diesbezügliche Einzelheiten nicht erläuterungsbedürftig erscheinen.
In Kombination mit einer Einrichtung, welche den Änderungssinn des Schleppfehlers ΔS zu erkennen vermag, kann es zur Erhöhung der Genauigkeit der Schleppfehlermessung auch vorteilhaft sein, wenn, wie im unteren Teil der Fig. 2c dargestellt, im Rahmen des Schleppfehler-Meßsystems ein mechanisches Geberelement 71' vorgesehen ist, dessen Radius innerhalb der für die Schleppfehler-Messung ausgenutzten axialen Länge L des Geberelements 71'' zwischen einem Minimalwert r und einem Maximalwert R periodisch variiert, bevorzugt, wie dargestellt, linear. Ein die Richtung der Schleppfehler-Änderung erkennendes Sensor-System ist dann auf einfache Weise mit zwei Sensor-Elementen 78' und 78'' desselben Typs wie das Sensorelement 78 realisierbar, die in einem Abstand ΔL voneinander angeordnet sind, der so bemessen ist, daß ihre Ausgangssingale, bezogen auf die periodische Struktur des Geberelements 71'' eine Phasenverschiebung von 90° oder ein ungeradzahliges Vielfaches davon haben, so daß - in Analogie zu dem Winkelstellungs-Meßsystem 68, 74,75 auch hier zusätzlich zum Absolutwert des Schleppfehlers ΔS dessen Änderungssinn aus den axialen Verrückungen des Geberelementes 71'' erkennbar ist. Eine diesbezügliche Anordnung der beiden Sensorelemente 78' und 78'' ist z.B. diejenige, in welcher ihr axialer Abstand ΔL den Wert 1/4 l hat, wobei mit l die Periodizitätslänge der periodischen Struktur des Geberelementes 71'' bezeichnet ist. Auch bei dieser Gestaltung des Schleppfehler-Meßsystems 71'', 78', 78'' ist eine "Eichung" dadurch möglich, daß vor oder mit Beginn des Regelungs- und Überwachungsbetriebes die Ausgangssingalkombination der beiden Sensorelemente 78' und 78'' gespeichert und als Referenzgrößen für die weiteren Messungen berücksichtigt werden.

Claims

Hydraulische Antriebsvorrichtung (10) für die Zustell- und Vorschub- sowie die Rückzugsbewegungen eines Werkzeugkopfes einer Werkzeugmaschine mit
a) einem Hydromotor (11), der ein mit dem Werkzeugkopf fest verbundenes bewegliches Antriebselement (16,19) umfaßt, das durch alternative Druckbeaufschlagung und -entlastung von Antriebsdruckräumen (21,22) im Sinne der Werkzeugbewegungen antreibbar ist, und

b) einem Nachlauf-Regelventil (12), das mit elektromechanisch steuerbarer Positions-Sollwert-Vorgabe für das bewegliche Antriebselement (16) sowie mechanischer Positions-Istwert-Rückmeldung desselben arbeitet, wobei

c) zur Positions-Sollwert-Vorgabe und -Istwert-Rückmeldung eine Gewindespindel (39) und eine mit deren Gewinde in kämmendem Eingriff stehende, als Hohlwelle (37) ausgebildete Spindelmutter vorgesehen ist und eines der beiden Elemente dieses Spindel-Mutter-Systems mittels eines Elektromotors (41) in dessen Drehrichtung im Sinne der Positions-Sollwert-Vorgabe antreibbar ist und das andere (39) dieser beiden Elemente im Sinne der Positions-Istwert-Rückmeldung durch das Antriebselement (16) axial verschiebbar ist, und wobei

d) die für die Bewegungssteuerung des Elektromotors (41) erforderlichen Signale von einer elektronischen Steuereinheit (13) mit Schnittstelle für eine NC-oder eine CNC-Steuerung erzeugt werden,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
e) es ist ein Dreh- und Winkelstellungsgeber-System (68,74,75,69,77) vorgesehen, das Ausgangssignale erzeugt, die die Information über die von dem Sollwert-Vorgabeelement insgesamt ausgeführte Zahl von Umdrehungen sowie für die azimutale Position des Sollwert-Vorgabeelements (37) innerhalb jeder Umdrehung enthalten und

f) es ist ein elektronisches Weggeber-System (71,78;71', 78';71'') vorgesehen, dessen Ausgangssignale ein direktes Maß für die axialen Auslenkungen des Sollwert-Vorgabeelements (37) sowie eines diese axialen Auslenkungen mit ausführenden Ventilbetätigungsgliedes (52) des Nachlauf-Regelventils (12) aus deren Ruhelage und damit ein Maß für den Schleppfehler ΔS sind, um den die Ist-Position des Werkzeugkopfes bzw. des Antriebselements (16) des Hydromotors (11) gegenüber seiner Soll-Position nacheilt.
Hydraulische Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Positions-Sollwert-Vorgabeelement die Hohlwelle (37) und als Positions-Istwert-Rückmeldeelement die Gewindespindelspindel (39) ausgenutzt ist.
Hydraulische Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Ansteuerung des Elekromotors (41) im Sinne der Positions-Sollwert-Vorgabe vermittelnde elektronische Steuer- und Verarbeitungseinheit (13) vorgesehen ist, der als Eingangssignale auch die Ausgangssignale des Dreh- und Winkelstellungsgebersystem (68,74,75,69,77) sowie des Weggebersystems (71,78;71',78';71'',78'') zuführbar sind, aus deren Verarbeitung diese elektronische Steuereinheit (13) Korrektursignale zu einer mindestens teilweisen Schleppfehler-Kompensation und/oder Konstanthaltung des Schleppfehlers Δ_S und/oder zu einer Abschaltung der Antriebsvorrichtung (10) erzeugt, wenn der Schleppfehler Δ_S einen einstellbar vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.
Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Dreh- und Winkelstellungs-Meßsystem (68,74,75) ein rotierendes Geberelement (68) mit in Umfangsrichtung gesehen periodisch welliger oder periodisch gezackter Kontur hat, durch deren Vorbeitreten an mindestens einem Sensorelement (74 und/ oder 75) die für die Winkelstellung des Sollwert-Vorgabeelements (37) charakteristischen Spannungsausgangssignale erzeugt werden, und daß dieses Geberelement (68) in koaxialer Anordnung mit der zentralen Achse (18) des Sollwert-Vorgabeelements (37) und des Istwert-Rückmeldeelements (39) dreh- und verschiebefest mit dem Sollwert-Vorgabeelement (37) verbunden ist, während das Sensorelement (74 und/oder 75) maschinenfest angeordnet ist und/oder daß ein weiteres dreh- und verschiebefest mit dem Sollwert-Vorgabeelement (37) verbundenes Geberelement (69) vorgesehen ist, an dessen Umfang nur ein radialer Vorsprung (76') oder eine radiale Ausnehmung (76) vorhanden ist, durch dessen/deren Vorbeitreten an einem weiteren maschinenfest angeordneten elektronischen Sensorelement (77) Referenzsignale für die Anzahl der von dem Sollwert-Vorgabeelement (37) vollständig ausgeführten Umdrehungen auslösbar sind.
Hydraulische Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das für die Erfassung axialer Auslenkungen des Positions-Sollwert-Vorgabeelements (37) des Nachlauf-Regelventils (12) vorgesehene Wegmeßsystem (71,78;71',78;71'',78',78'') ein mit dem Sollwert-Vorgabeelement (37) dreh- und verschiebefest verbundenes Geberelement (71;71';71'') aufweist, durch dessen axiale Auslenkungen gegenüber mindestens einem maschinenfest angeordneten berührungslos ansprechenden elektronischen Sensorelement (78;78' und/oder 78'') dessen Ausgangssignal in dem für die Auslenkung charakteristischen Maß verändert wird, und daß der Rotor (43) des für die Positions-Sollwert-Vorgabe vorgesehenen Elektromotors (41) dreh- und verschiebefest mit dem Sollwert-Vorgabeelement (37) verbunden und zusammen mit diesem axial relativ zum gehäusefest angeordneten Stator (42) des Motors (41) verschiebbar angeordnet ist.
Hydraulische Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei als Positions-Sollwert-Vorgabeelement die Hohlwelle (37) und als Positions-Istwert-Element die Gewindespindel (39) ausgenutzt und diese verschiebefest mit dem Antriebselement (16) des Hydromotors (11) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindespindel (39) mit einem mindestens dem Verschiebeweg des Antriebselements (16) des Hydromotors (11) entsprechenden Abschnitt ihrer Länge von der Hohlwelle (37) umschlossen ist.
Hydraulische Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Steuerung der Positions-Sollwert-Vorgabe vorgesehene Elektromotor (41) in einem Leckölraum (49,51) der Antriebsvorrichtung (10) angeordnet ist.
Hydraulische Antriebsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß auch das Dreh- und Winkelstellungs-Meßsystem (68,74,75,69,77) und/oder das Schleppfehler-Meßsystem (71,78;71',78'71'',78',78'') im Leckölraum (49,51) der Antriebsvorrichtung (10) angeordnet ist bzw. sind.
Hydraulische Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Dreh- und Winkelstellungs-Meßsystem (68,74,75) als mechanisches Geberelement einen Zahnkranz (68) mit 100 äquidistant über dessen Umfang verteilten, sich in axialer Richtung erstreckenden Zähnen (73) umfaßt und daß zwei elektronische Sensorelemente (74 und 75) vorgeshen sind, deren azimutaler Abstand Δφ ein ungeradzahliges Vielfaches eines Viertels des Winkelabstandes benachbarter Zähne (73) des Zahnkranzes (68) ist, und daß die beiden elektronischen Sensorelemente (74 und 75) als Feldplattenfühler für sich bekannter Bauart ausgebildet sind.
Hydraulische Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das mechanische Geberelement (71;71';71'') des Schleppfehler-Meßsystems mindestens eine zur zentralen Längsachse (18) schräg verlaufende Rampenfläche (79 und/oder 81) hat, aus deren mit einer axialen Verschiebung dieses Geberelements (71;71';71'') verknüpften Variation des Abstandes vom jeweiligen Sensorelement (78;78',78'') eine verschiebungs-proportionale Änderung des Ausgangssignals des jeweiligen Sensorelements (78;78',78'') resultiert.
Hydraulische Antriebsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das mechanische Geberelement (71'') des Schleppfehler-Meßsystems, über seine Länge gesehen, einen periodisch variiernden Durchmesser hat und daß zwei elektronische Sensorelemente (78' und 78'') vorgesehen sind, die in einem axialen Abstand ΔL voneinander angeordnet sind, der ein ungeradzahliges Vielfaches von 1/4 ist, wobei mit 1 die Periodizitätslänge der Durchmesservariation des Geberelements 71'' bezeichnet ist.
Hydraulische Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuereinheit (13) eine Korrektur- oder Auswertungsschaltung umfaßt, mittels derer die in der Grundstellung des Nachlauf-Regelventils (12) erzeugten Ausgangssignale des Dreh- und Winkelstellungs-Meßsystems (68,74,75,69,77) und/oder des Schleppfehler-Meßsystems (71.78;71',78; 71'',78',78'') als Referenzwerte für die Dreh- und Winkelstellungsmessung bzw. die Schleppfehler-Messung berücksichtigbar sind.