DE1450831B2

DE1450831B2 - Vorrichtung zur drehzahlsteuerung eines hydraulikmotors in abhaengigkeit von einer kontinuierlichen und einer alternierenden komponente

Info

Publication number: DE1450831B2
Application number: DE19641450831
Authority: DE
Inventors: Ronald Wembley Middlesex Walters (Grossbritannien)
Original assignee: Sperry Rand Ltd
Current assignee: Unisys Group Services Ltd
Priority date: 1963-07-05
Filing date: 1964-07-03
Publication date: 1973-02-22
Also published as: DE1450831C3; US3277790A; GB1105451A; CH439985A; BE650065A; DE1450831A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Drehzahlsteuerung eines Hydraulikmotors in Abhängigkeit von einer kontinuierlichen und einer alternierenden Komponente. Insbesondere eignet sich die durch die Erfindung geschaffene Vorrichtung zur Drehzahlsteuerung einer Textilkämmaschine.

Bisher wurden für diese Zwecke Getriebe verwendet, bei denen mehrere Nocken mit Nockenfolgeorganen sowie ein Differential zusammenwirken. Diese Maschinenelemente haben bei der für viele Zwecke erforderlichen Leistung den Nachteil eines beträchtlichen Gewichtes und Raumbedarfes, wobei sich außerdem als nachteilig bemerkbar macht, daß die Getriebe einen geräuschvollen vibrierenden Lauf aufweisen und verhältnismäßig störanfällig sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Drehzahlsteuerung der erwähnten Art zu schaffen, die sich durch eine gedrängte Bauweise, durch Geräuscharmut und durch eine weitgehende Betriebssicherheit auszeichnet. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Druckmittelzufuhr zu dem Hydraulikmotor von einem Steuerventil erfolgt, dessen Ventil-Steuerorgan in einer drehbaren Hülse in an sich bekannter Weise sowohl drehbar als auch axial verschiebbar gelagert ist, und bei dem eine Gewindekupplung zwischen dem Steuerorgan und der Hülse zur Beaufschlagung mit der kontinuierlichen Komponente und ein zusätzliches, an das Steuerorgan angreifendes Element zur Beaufschlagung mit der alternierenden Komponente dient, und daß ein Glied der Gewindekupplung mit dem Hydraulikmotor gekuppelt ist.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß das Steuerorgan mit einer Welle derart drehbar gekuppelt ist, daß das ( Steuerorgan ohne axiale Verschiebung der Welle axial verschiebbar ist. Ferner kann die drehbare Hülse zweckmäßig mit der Welle des Hydraulikmotors gekuppelt sein.

Ferner sieht die Erfindung eine zweckmäßige Ausgestaltung vor, bei welcher die Beaufschlagung mit der alternierenden Komponente über einen Stellmotor erfolgt. Die Beaufschlagung mit der alternierenden Komponente kann jedoch erfindungsgemäß auch über eine Kurvenfolge-Vorrichtung bewirkt werden.

Die Erfindung wird an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 in schematischer Darstellung die Anordnung des Steuerventils und des Hydraulikmotors in einer Steuervorrichtung gemäß der Erfindung,

F i g. 2 einen axialen Schnitt durch eine Ausführungsform des Steuerventils,

F i g. 3 und 4 die Ansicht bzw. den axialen Schnitt durch eine andere Ausführungsform des Steuerventils, das für die Verwendung in der in F i g. 1 gezeigten Steuervorrichtung geeignet ist. '■■

Bei der in F i g. 1 gezeigten Steuervorrichtung ist ein umkehrbarer hydraulischer Motor 1 vorgesehen, welcher durch ein Steuerventil 2 geregelt wird, wobei die Abtriebswelle des Motors 1 durch Zahnräder 3,4 mit einer Hülse 5 des Ventils 2 gekuppelt ist. Von einer Antriebswelle 6 wird das Steuerorgan 16 innerhalb der Hülse 5 in Umdrehung versetzt.

Im Betrieb verursacht eine kontinuierliche Drehung der Antriebswelle 6, daß das Ventil 2 die Zufuhr von hydraulischem Druckmittel zum Motor 1 so regelt, daß die Abtriebswelle des Motors eine Drehung ausführt, die zur Drehung der Welle 6 proportional ist und von einer sinusförmigen Bewegungskomponente überlagert ist, die durch eine Kurvenscheibe innerhalb des Ventils 2 erzeugt wird, wie dies nachfolgend an Hand der F i g. 2 beschrieben wird.

Bei dem in F i g. 2 gezeigten Ventil 2 sind in dem Ventilgehäuse 7 eine Einlaßöffnung 8 und ein Auslaß 9 für das hydraulische Druckmittel sowie Anschlüsse 10 und 11 für den umkehrbaren Motor 1 vorgesehen. Die Hülse 5 kann sich frei in der Bohrung des Ventilgehäuses 7 drehen und ist mit Kanälen 12 und 13 versehen, welche mit Stegen 14,16 an

der Ventilspindel 16 (Steuerorgan) zur Regelung der Druckmittelzufuhr zum Motor zusammenwirken. Die Ventilspindel 16 ist mit der Antriebswelle 6 durch eine Nut-Federvorrichtung 17 gekuppelt, so daß sich die Spindel 16 axial bewegen kann, ohne daß die Welle 6 eine Axialbewegung ausführt.

Das der Nut- und Federvorrichtung 17 abgekehrte Ende der Spindel 16 trägt einen Gewindezapfen 18, und ein in diesem vorgesehener Stift 19 treibt eine Kurvenscheibe 20 durch eine geschlitzte Welle 21 an. Die Kurvenscheibe 20 kann daher auf einer Lauffläche 22 ohne axiale Bewegung der Spindel gleiten.

Mit dem Gewindezapf en 18 steht eine Mutter 23 in Eingriff, die so gekuppelt ist, daß sie sich mit der Hülse 5 mittels einer weiteren Nut-Federvorrichtung 24 dreht. Eine Feder 25 drückt die Mutter 23 gegen die Rückseite der Kurvenscheibe 20, und eine weitere, zwischen dieser und dem Gewindezapfen vorgesehene Feder 26 nimmt das Spiel zwischen den Gewindegängen des Gewindezapfens 18 und der Mutter 23 auf.

Im normalen Betrieb wird die Antriebswelle 6 ständig mit einer gleichmäßigen Drehzahl angetrieben. Dies hat zur Folge, daß der Gewindezapfen 18 längs der Mutter 23 geschraubt wird und auch die Kurvenscheibe 20 in Drehung versetzt wird. Durch die kombinierte Wirkung dieser Bewegung wird die Spindel 16 axial verschoben, so daß Druckmittel zum Motor gelangen kann. Hierdurch wird der Motor in Drehung versetzt, so daß sich die Hülse 5 und die Mutter 23 in einer Richtung drehen, welche die Rückführung der Ventilspindel in ihre Neutralstellung mit Bezug auf die Kanäle in der Hülse 5 zur Folge hat. Der Motor führt daher eine Bewegung aus, die zur Summe der axialen Bewegungskomponente infolge der auf der Lauffläche 22 gleitenden Kurvenscheibe 20 und derjenigen infolge der Schraubbewegung des Gewindezapfens 18 in die oder aus der Mutter 23 proportional ist. Der Motor 1 bewirkt daher eine Drehung der Hülse 5, welche die Summe der gleichmäßigen Drehung der Antriebswelle 6 und einer alternierenden Komponente ist, die durch die Form der Fläche der Kurvenscheibe 20 bestimmt wird.

Bei einer praktischen Ausführung der beschriebenen Vorrichtung für eine Textilkämmaschine läuft z.B. die Antriebswelle6 mit einer Drehzahl von 83 V2 U/Min., die Zahnräder 3 und 4 haben 116 bzw. 128 Zähne, die Steigung des Gewindes zwischen dem Gewindezapf en 18 und der Mutter 23 beträgt 1,27 mm und die Kurvenscheibe 20 besitzt am Umfang drei vollständige Anhebe- und Absenknocken mit einem Gesamthub von 3,18 mm, Die Pumpe für das Ventil und den Motor liefert einen Druck von 211 kg/cm², wobei die mittlere Abtriebsleistung des Motors 5 PS beträgt.

Das in F i g. 3 und 4 dargestellte Ventil hat im wesentlichen den gleichen Aufbau wie das Ventil nach F i g. 2, jedoch sind die Kurvenscheibe und das Kurvenfolgeorgan außerhalb am Antriebsende des Ventils angeordnet, um eine einfache Nachstellung und Auswechslung zu ermöglichen. In dem Ventilgehäuse 30, befinden sich eine Hülse und eine Spindel, welche den in Fig.2 gezeigten Elementen im wesentlichen gleich sind. Aus dem einen Ende des Ventilgehäuses ragen die drehbaren Enden einer Hülse 31 und eines Gliedes 32 heraus, das mit der Ventilspindel mittels einer Nut- und Federkupplung 33 drehfest gekuppelt ist.

Auf der Hülse 31 ist eine Kurvenscheibe 34 angeordnet, gegen deren Kurvenfläche ein Kurvenfolgeorgan 35 anliegt. Die Bewegungsübertragung geschieht über einen Arm 36 auf einen Hebel 37, welcher mittels einer Welle 38 einen Kurbelarm 39 (F i g. 4) innerhalb des Ventils betätigt, um die erforderliche Axialbewegung der Mutter herbeizuführen.

Die Hülse und die Spindel des Ventils sind in ihrer Anordnung der an Hand der F i g. 2 beschriebenen ähnlich, mit Ausnahme des Gewindezapfens 40, der mit der Spindel gekuppelt ist und in einer Mutter 41 arbeitet, welche mit der Hülse durch eine Nut- und Federverbindung gekuppelt ist und sich mittels eines Rollendrucklagers gegen ein Endstück 42 abstützt. Dieses Endstück ist durch ein Lager am Ende des Kurbelarms 39 verbunden und gegen Drehung durch einen Stift 43 gesichert.

Im Betrieb dieser Ausführungsform des Ventils wird der Hülse 31 und damit der Kurvenscheibe 34 sowie der Mutter 41 eine gleichmäßige Drehbewegung erteilt. Wenn sich die Kurvenscheibe dreht, wird über den Arm 35 bzw. Glied 36, Hebel 37, Welle 38 und Kurbelarm 39 dem Endstück 42 und damit auch der Ventilspindel über die Mutter 41 eine alternierende Bewegung erteilt. Der Motor ist mit der Welle 32 gekuppelt, so daß die Spindel und damit auch der Gewindezapfen 40 in Drehung versetzt werden, wodurch die Ventilspindel in ihre Neutralstellung zurückgeführt wird. Dies hat zur Folge, daß der Motor eine Bewegung ausführt, welche die Summe aus der Bewegung, die durch die der Hülse 31 erteilte gleichmäßige Drehung bestimmt wird, und der alternierenden Bewegung ist, welche durch die Steuerfläche der Kurvenscheibe 34 erzeugt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtungen zur Drehzahlsteuerung eines insbesondere für Textil-Kämmaschinen dienenden Hydraulikmotors in Abhängigkeit von einer kontinuierlichen und einer alternierenden Komponente, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittelzufuhr zum Hydraulikmotor (1) von einem Steuerventil (2) erfolgt, dessen Ventil-Steuerorgan (16) in einer drehbaren Hülse (S, 31) in an sich bekannter Weise sowohl drehbar als auch axial verschiebbar gelagert ist und bei dem eine Gewindekupplung (18, 23; 40, 41) zwischen dem Steuerorgan (16) und der Hülse (5,31) zur Beaufschlagung mit der kontinuierlichen Komponente und ein zusätzliches, an das Steuerorgan (16) angreifendes Element (20 bis 22; 34 bis 39) zur Beaufschlagung mit der alternierenden Komponente dient, und daß ein Glied der Gewindekupplung (18,23; 40,41) mit dem Hydraulikmotor (1) gekuppelt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan (16) mit einer Welle (6,32) derart drehbar gekuppelt ist, daß das Steuerorgan ohne axiale Verschiebung der Welle axial verschiebbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbare Hülse (5) mit der Welle des Hydraulikmotors (1) gekuppelt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (32) mit dem Hydraulikmotor (1) gekuppelt ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beaufschlagung mit der alternierenden Komponente über einen Stellmotor erfolgt.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beaufschlagung mit der alternierenden Komponente über eine Kurvenfolge-Vorrichtung (20 bis 22; 34 bis 39) erfolgt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenfolge-Vorrichtung eine Kurvenscheibe (20,34) aufweist, die mit der drehbaren Hülse (31) oder einem anderen um das Steuerorgan (16) drehbaren Organ (23) drehbar gekuppelt ist, und daß ein Kurvenfolgeorgan (22; 35 bis 39) die der rotierenden Kurvenform entsprechende axiale Lageveränderung auf das Steuerorgan überträgt.