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DE1776190A1 - Durch eine Antriebsvorrichtung betaetigbare hydraulische Vorsteuervorrichtung mit lastunabhaengiger Mengenregelung - Google Patents

Durch eine Antriebsvorrichtung betaetigbare hydraulische Vorsteuervorrichtung mit lastunabhaengiger Mengenregelung

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DE1776190A1
DE1776190A1 DE19671776190 DE1776190A DE1776190A1 DE 1776190 A1 DE1776190 A1 DE 1776190A1 DE 19671776190 DE19671776190 DE 19671776190 DE 1776190 A DE1776190 A DE 1776190A DE 1776190 A1 DE1776190 A1 DE 1776190A1
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DE
Germany
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control
pilot
pressure
slide
main control
Prior art date
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DE19671776190
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DE1776190B2 (de
Inventor
Hubert Haeusler
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APPINGEDAMMER BRONSMOTORENFABRIEK NV
Original Assignee
APPINGEDAMMER BRONSMOTORENFABRIEK NV
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Publication date
Application filed by APPINGEDAMMER BRONSMOTORENFABRIEK NV filed Critical APPINGEDAMMER BRONSMOTORENFABRIEK NV
Publication of DE1776190A1 publication Critical patent/DE1776190A1/de
Publication of DE1776190B2 publication Critical patent/DE1776190B2/de
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Description

BB 11165 a
N.Y. Industrie- en HandelemaatBchappij Hijswijk Koppen & !»ethern (Hiederlande)
Durch eine Antriebevorrichtung betätigbare hydraulische Vorsteuervorrichtung mit laetunabhängiger Mengenregelung
Die Erfindung betrifft eine durch eine Antriebsvorrichtung betätigbare hydraulische Vorsteuervorrichtung mit laetunabhängiger Mengenregelung zur Verschiebung eines an eine Pumpleitung und an eine Bücklaufleitung angeschlossenen Hauptsteuerschiebers, der durch diese Verschiebung bei einem angeschlossenen Verbraucher von zwei zu diesem führenden Druckleitungen wahlweise die eine mit der Pump- und die andere mit der Rücklaufleitung verbindet.
line elektromagnetische Betätigung für das Verbringen von Schiebern in Arbeitsstellung ist bereite bekannt, jedoch
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BAD ORIGINAL
bieten Magnetsteuerventile normaler Bauweise ausschliesslich iie Möglichkeit, Start, Stop und Bewegungerichtung eines Verbrauchers zu steuern. Bei vorgesteuerten Ventilen kann an dem die Umsteuergeschwindigkeit des Hauptsteuersehiebers durch Drosseln in den Vorsteuerleitungen beeinflusst werden. Diese Einstellung ist jedoch nur bei Steuerung mit Frendmedien brauchbar und dient hauptsächlich zur Vermeidung von Schaltstöesen und Entlastungsschlägen.
Da diese üblichen Magnet-Steuervorrichtungen, sei es in direkt magnetbeaufschlagter oder in elektrohydraulisch gesteuerter Ausführung nicht zur Regulierung der Durchflussmenge« zum Verbraucher dienen können und daher, wenn eine lastunabhängige Durchflussregulierung verlangt wird, die Montage von entfernt irr. System plazierten Kengenreglern erforderlich ist, hat es bis jetzt keinen Zweck gehabt, eine Vorsteuervorrichtung zu entwickeln,1 um damit die Hubbewegung eines Steuerkolbene eines Magnet-Steuerventiles zu regeln.
Seither sind nur handbetätigbare Steuervorrichtungen auf den Markt gekommen, mit welchen ausser den zu Anfang erwähnten Steuermöglichkeiten für den Verbraucher (Start, Stop, Wenden) auch dessen Geschwindigkeit durch Regulierung des den Verbraucher zufliessender Oelsltomes reguliert werden kann. Damit bot sich die Möglichkeit an, diese Handbetätigung durch eine magnetische Steuerung zu ersetzen. Dabei iet es ein Zweck der Erfindung, für die Verschiebung des Hauptsteuerschiebers einen konstanten regelbaren Vorsteuerdruck zu erzeugen, der in Kombination mit Federkräften den Regelweg dieses Schiebers bestimmt.
. ■ ■ ■ . ■ ■■■■.■. ■ j
Die erfindungsgemässe Vorsteuervorrichtuiig ermöglicht nun f diese Druckregelung dadurch, dass der Hauptsteuerschieber an
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BAD ORIGiNAt
seinen beiden Enden mit wenigstens einem, ebenfalls an die Pump- und die Rückleitung angeschlossen, durch die Antriebsvorrichtung verschiebbaren Vorsteuerschieber verbunden ist, welcher Mittel aufweist, mit denen er den in der Pumpleitung herrschenden unregelmäesigen Druck auf einen konstanten Druck mindern und diesen wahlweise auf das eine oder andere Ende des Hauptsteuerschiebers leiten kann, wobei die Höhe dieses verminderten Druckes von der jeweiligen Leistung der Antriebsvorrichtung abhängt.
besondere vorteilhaft wird diese Druckregelung, wenn als ^
Antriebsvorrichtung zwei Elektromagnet« vorhanden sind. Damit
wird erreicht, dass die Stellung des Hauptsteuerechiebers und somit die Durchflussmenge über den Magneterregeretrom elektrisch ferngesteuert werden kann. Die Vorsteuervorrichtung hat dabei die Aufgabe, den variablen Druck aus der Puepenhauptleitung auf einen konstanten Vorsteuerdruck zn mindern, welcher zudem in linearem Verhältnis, zum Magneterregeretrom bis auf Null reduziert werden kann. Als solches arbeitet diese Vorsteuer vorrichtung also als Druckreduzierventile, wobei der konstante
Steuerdruck direkt durch die Spannung des Magneten bestimmt
wird. Der Hauptsteuerschieber wird hiermit jeweils soweit ver stellt, bis sich der Vorsteuerdruck mit der Kraft einer Rück- stellfeder auf der Gegenseite die Waage hält.
Beispieleweise Ausführungsformen der Vorsteuervorrichtung gernäss Erfindung sollen anhand der Zeichnungen nachfolgend erläutert werden: Bs zeigen:
Fig. 1 eine Teilansicht einer Steuervorrichtung mit last-
unabhängiger Durchflussregulierung, ausgestattet mit zwei angeflanschten Drei-Wege/Zwei-Steilungen -Magnetvorsteuerventile, bzw. Magnet-Druckreduzierventile,
209810/058/, BAD ORIQJNAU
Fig. 2 Zeichnung einen vergrösserten Ausschnitt der Vorrichtung gemäsß Fig. 1,
Fig. 3 eine Teilansicht einer Steuervorrichtung mit lastunabhängiger Durchflussregulierung, ausgestattet mit nur einem angeflanschten Vierwege/Dreistellungs-Magnet-Vorsteuerventil, gleichfalls als doppeltwirkendes Magnet-Druckreduzierventil wirkend.
Gemäse Fig. 1 umfasst die Steuervorrichtung für die elektro-™ hydraulische Betätigung eines Schiebers 4 zwei Stück Magnetvorsteuer-Druckreduzierventile. Hierbei soll nur die in der Darstellung linke Seite der Anordnung beschrieben werden, wobei es eich versteht, dass die fechte Seite der Anordnung gleich ausgebildet ist.
Gemäes der Darstellung ist stirnseitig des Steuerventiles 1 eine Kappe 70 angeflanscht, in welche sich das Ende des Schiebers 4 in einen Druckraum 71 erstreckt. Der Schieber 4 steht hierbei unter der Wirkung einer Feder 72. Die Kappe 70 trägt ein Vorsteuerventil mit einem Elektromagneten 73, dessen Ankerraum druckdicht abgeschlossen ist und dessen Anker 74 in der Darstellung nach rechte bewegbar ist. Der Anker 74 wirkt auf einen Steuerkolben 75 des Vorsteuerventiles. Mit dem Steuerkolben 75 lässt sich eine Drosselstelle zwischen einer Pumpenleitung 5a und einer in den Druckraum 71 mundenden Steuerleitung 76 regeln und die Steuerleitung 76 mit einer Rücklaufleitung 11a verbinden.
Wie nun Fig. 6 im einzelnen zeigt, steht die Steuerleitung 76 über einen Kanal 80 im Steuerkolben 75 mit einem Druckraum 81 am rückseitigen Ende des Steuerkolbens 75 in Verbindung, und zwar dann, wenn sich der Magnet 73 in Betriebelage befindet.
209810/0584
BAD
Dadurch wird auf der Rückseite dee Steuerkolbene 75 eine der Magnetkraft entgegenstehende Kraft wirksam, welche eine Verschiebung des Steuerkolbene 75 bewirkt, bis zwischen Magnetkraft und Gegenkraft Gleichgewicht herrscht, indem die Verbindung zwischen Pumpenleitung 5a und Steuerleitung 76 gedrosselt wird. Vie ohne weiteres erkennbar, vermindert das bzw. die Vorsteuerventile den variablen Druck aus der Pumpenhauptleitung 5 auf einen konstanten Vorβteuerdruck. Dieser Druck kann zudem in linearem Verhältnis zum Magneteregerstrom bis auf 0 reduziert werden. Der Hauptsteuerschieber 4 wird durch die Anordnung soweit verstellt, bis der Vorsteuerdruck in der Kammer 71 mit der Feder 72 auf der Gegenseite im Gleichgewicht ist. Somit kann der Schieber 4 in Abhängigkeit des Brregerstromes in jede beliebige Stellung verbracht werden.
Der maximale Schieberhub ist durch Anschlagschrauben 77 in beiden Richtungen einstellbar, was gestattet, die maximale Durchflussmenge zu jedem Verbraucher zu begrenzen.
Wie Fig. 1 ferner zeigt, lässt sich mittels einer Stellschraube 78 die Verstellgeschwindigkeit dee Hauptβteuersch lebers 4 einstellen. Nachdem nun der Vorsteuerdruck konstant bleibt, wie vorher erwähnt wurde, kann auch die eingestellte Verstellgeschwindigkeit, andere als bei Steuervorrichtungen üblicher Bauweise, unabhängig der Belastung des Verbrauchers konstant gehalten werden. Es lässt eich deshalb eine beliebige Beschleunigung bzw. Verzögerung für den Verbraucher einstellen, was gestattet, auf zusätzliche Dämpfungseinrichtungen zu verzichten. Andererseits können auch sehr kurze Schaltzeiten erreicht werden, da das genannte Vorsteuerventil keine Rückzugfeder benötigt und mit relativ kurzem Hub arbeitet. Somit steht für die Betätigung die volle Magnetkraft zur Verfügung, wogegen die Rückstellung durch den hydraulischen Druck erfolgt.
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Ss ist auch möglich die Zwei-Magnet-Vorsteuer/Druckreduzi^er·^ .·.■·: ventile der Figuren 1 und 2 sinngemäss zu einem Gerät zu . kombinieren wie dargestellt mit der Figur 3. Allerdings hat das für die Konstruktion bestimmte Konsequenzen. Gernäss Pig. ist der Vorsteuerkolben 75 ausgestattet mit einer Bohrung 80, welche die Steuerleitung 76 mit einem Druckraum 81 am rückseitigen Ende des Steuerkolbens 75 in Verbindung bringt und zwar dann, wenn sich der Magnet 75 in Betriebslage befindet.
Gemäes Figur 3 ist der Vorsteuerkolben 75 nicht versehen mit einer Hilfsbohrung, sondern im Vorsteuerventil sind zwei Hilfsbohrungen 80 bzw. 80a angebracht, wobei die Bohrung 80 den Druckraum 81 zwischen dem rechten Magneten 73a und Vorsteuerkolben 75 in stetiger Verbindung mit dem Steuerkanal 76 zum Druckraum 71 an der rechten Seite des Haupteteuerkolben 4 hält.
Auch ist der Druckraum 81a zwischen dem linken Magnet 73 und Vorsteuerkolben 75 über die Hilfsbohrung 80a in ständiger Verbindung mit dem Steuerkanal 76a zum Druckraum 71a an der linken Seite des HauptSteuerkolbens 4.
Für die Funktionsbeschreibung soll in der Darstellung nur die Betätigung des linken Magneten 73 beschrieben werden, wobei es sich versteht, dass die Wirkung des rechten Magneten 73a, jedoch im gegengesetzten Sinne, gleich ist.
Gemäss der Darstellung sind an beiden Seiten eines Steuerventiles 1 (oder 2, 3 . ♦ .) eine Kappe 70, bezw. 70a angeflanscht, in welchen sich die beiden Enden dee Schiebers in einen Druckraum 71, bezw. 71a erstrecken. Der Steuerkolben 4 steht hierbei unter der Wirkung zweier Federn 72 bezw. 72a. Das Hauptventil 1 (2, 3 . . ) trägt an der Oberseite ein Vorsteuerventil (100) mit zwei Magneten 73 und 73a» Der Ankerraum dieser Magnete sind druckdicht, und der Magnetanker 74 dee Magneten 73 iet nach rechte und der Magnetanker 74a des Magneten 73a nach linke bewegbar. 209810/0584
BAD ORtGiNAt
Sobald der Magnet 73 also unter elektrische Spannung gesetzt wird, bewegt -sich der Anker 74 nach rechts und wirkt somit auf die linke Seite des Vorsteuerkolbens 75· Umgekehrt wirkt der Anker 74a, sobald der rechte Magnet 73a unter Spannung gesetzt wird, auf die rechte Seite dee Vorsteuerkolbens 75. Wenn sich der Vorsteuerkolben 75 nach rechte bewegt, läset sich eine Drosselstelle zwischen einer Pumpenleitung 5a und einer in den Druckraum 71 an der rechten Seite des Hauptsteuerkolbens mündenden Steuerbohrung 76 regeln, und Drucköl wird in dieser Steuerbohrung 76 durchgelassen. Wie nun die Figur 3 zeigt, steht M die Stsuerbohrung 76 kontinuierlich über einen Kanal 80 mit dem Druckraum 81 zwischen dem Magneten 73a und Vorsteuerkolben 75 in Verbindung. Dadurch wird im Druckraum 81 auf der rechten 3eite des Vorsteuerkolbens 75 eine der Magnetkraft von Magnet 73 entgegenstehende Kraft wirksam, welche eine Verschiebung dee Vorsteuerkolbens 75 nach rechte bevirkt, bis zwischen Magnetkraft und Gegenkraft Gleichgewicht herrscht, indem die Verbindung zwischen Pumpenleitung 5a und Steuerleitung 76 gedrosselt wird.
Wie ohne weiteres erkennbar iet, vermindert das Vorsteuerventil den variablen Druclfc aus der Puapenleitung 5 auf einen i konstanten Vorsteuerdruck und kann zudem in linearen. Verhältnis zum Magneterregers^rom, der ja die Magnetkraft bestimmt, bis auf Null reduziert werden. Der Hauptsxeuerschieber t wird durch diese Anordnung soweit nach linke verstellt, bis der Vorsteuerdruck im Raum 71, rechte vom Hauptsteuerschieber 4, in Gleichgewicht ist mit der Feder 72a auf den linken Gegenseite. Somit kann der Schieber 4 in Abhängigkeit des Erregerstromes in jede beliebige Stellung verbracht werden. Auch hier ist der maximale Schieberhub durch Anschlagsohrauben 77 bezv. 77a in beiden Richtungen einstellbar, was gentattet, die maximale Durchfluesmenge zu jedem einzelnen Verbraueheranschluss auf jeden gewünschten Wert zu begrenzen. Selbst-
209810/0 58 4 BAD ORIGINAL
.!'•,hi. ■■'·■
verständlich ist auch hier die bereits beschriebene Verstellgeschwindigkeit des Hauptschiebere 4 vorhanden.
Während des vorher beschriebenen Schaltvorganges kann das OeI im Druckraum 71a an der linken Seite dee Hauptsteuerkolbens frei über die Steuerbohrung 76a entweichen, da diese Bohrung sowohl bei Verschiebung des Vorsteuerkolbens 75 nach rechts (wenn Magnet 73 unter Strom), wie auch die Nullstellung des Vorsteuerkolbens 75 in Strömungsverbindung steht mit dem P Rücklaufkanal 11a. Da die Bohrung 80a den Druckraum 81a, gebildet zwischen Magnet 73 und einem linken Ende des Vorsteuerkolbens 75, in ständiger Verbindung mit der Steuerbohrung 76a hält. Ist die linke Seite dieses Vorsteuerkolbens sowohl in Nullstellung wie auch bei Betätigung des Magneten 73 druckentlastet.
Sobald die Spannung am Magnet 73 wegfällt, und also auf die linke Seite des Vorsteuerkolben 75 keine Kraft ausgeübt wird, wird der Vorsteuerkolben wieder nach links gedrückt, da ja der Druck in der Steuerbohrung 76 zufolge der Wirkung der Feder 72a auf die linke Seite des Hauptsteuerkolbens 4 nicht P sofort abfällt. Hierdurch wird der Pumpenkanal 5a abgeschlossen und der Rücklauf zwischen Steuerbohrung 76 und Rücklaufkanal 11a freigegeben. Durch diese Arbeitsweise kann auf Rückholfedern für den Vorsteuerkolben 75 verzichtet werden und es sind somit in Zusammenhang mit dem relativ kurzen Hub sehr kurze Schaltzeiten möglich.
Während Magnetventile mit Kengenregelung wohl in allen Anwendungsfällen Vortbildung erbringen, seien nachfolgend noch einige spezielle Beispiele angezeigt, üeberall wo man bisher nur deshalb auf Magnetventile verzichten musste, weil sie
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BAD OBiQINAL
keine fernsteuerbare Geschwindigkeitsvariierung ermöglichten, können jetzt durch Potentiometer auf beliebige Distanzen Verbraucher feinfühlig beherrscht werden. Die Plazierung der Magnetventile erfolgt dort, wo sie am sinnfälligsten.erscheint. Die Bewegungsrichtung der Verbraucher ist z.B. durch Drucktasten vorwählbar, während die Geschwindigkeit durch ein hand- oder fussbetätigtes Potentiometer gesteuert werden kann. Vorschubgeschwindigkeiten an Werkzeugmaschinen können von einem schwenkbaren Schaltkasten aus verändert werden, wobei der Umschaltpunkt von Eil- auf Arbeitsgang durch Endschalter am Vorschubzylinder bestimmt iat. Durch Einschalten eines Schleichganges als dritte Stufe kann sehr genau positioniert werden, da der Steuerschieber nur noch einen kurzen Weg bis zur geschlossenen Mittelstellung zurücklegen muss.
Bei Betätigung des Potentiometers direkt durch den Verbraucher werden automatische Bewegungsabläufe erzielt. So gesteuerte Oelmotoren ersetzen in vielen Fällen teuere Ward-Leonhard-Antriebe, Zuletzt sei noch auf die Möglichkeit elektrohydraulischer Nachlaufsteuerung mit Soll- und Istwertvergleich hingewiesen.
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BAD ORIOJNAL

Claims (7)

Patentansprüche
1. Durch eine Antriebsvorrichtung betätigbare hydraulische Vorsteuervorrichtung mit lastunabhängiger Mengenregelung zur Verschiebung eines an eine Pumpleitung und an eine Rücklaufleitung angeschlossenen Hauptsteuerschiebers, der durch diese Verschiebung bei einem angeschlossenen Verbraucher von zwei zu diesem führenden Druckleitungen wahlweise die eine mit der Pump- und die andere mit der
P Rücklaufleitung verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptsteuerschieber (4) an seinen beiden Enden mit wenigstens einem, ebenfalls an die Pump- (5» 5a) und die Rückleitung (6a, 6b, lla) angeschlossen, durch die Antriebevorrichtung (73. 73a) verschiebbaren Vorsteuerschieber (75, 75a) verbunden ist, welcher Mittel (80, 80a, 81, 81a) aufweist, mit denen er den in der Pumpleitung herrschenden unregelmässigen Druck auf ν inen konstanten Druck mindern und diesen wahlweise auf das eine oder andere Ende des Hauptsteuerschiebers (4) weiterleiten kann, wobei die Höhe dieses verminderten Druckes von der jeweiligen Leistung der eingestellten Antriebsvorrichtung abhängt.
2. Voreteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Antriebsvorrichtung zwei Elektromagnete (73, 73a) vorhanden sind, wobei jeder Elektromagnet über einen eigenen Vorsteuerschieber (75) und über eine Steuerbohrung (76) auf das ihm zugeordnete Ende des Hauptsteueröchiebers (1) einwirkt.
3. Vorsteuervorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass' die Kittel zur Erzielung eines konstanten Druckes eine Bohrung (80) im Steuerkolben (75)
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und einen am einen Ende dee Vorsteuerschiebere (75) vorgesehenen Hohlraum (81) umfassen, der durch die Bohrung (80) mit der Steuerbohrung (76) in Verbindung steht.
4. Vorsteuervorrichtung nach Anspruch lf dadurch gekennzeichnet, dass ein gemeinsames Vorsteuerventil (100) mit einem gerneineamen Vorsteuerschieber (75) vorhanden ist, an dem zwei Blektromagnete (73. 73a) angeschlossen sind, von denen jeder über eine eigene Steuerleitung (76, 76a) auf das ihm zugeordnete Ende des HauptsteuerSchiebers (4) einwirkt.
5. Vorsteuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Bnde des gemeinsamen Vorsteuerschiebere (75) ein Hohlraum (81. 81a) angeordnet ist, der über eine Hilfsbohrung (80, 80a) mit der zugehörigen Steuerleitung (76, 76a) in Verbindung steht.
6. Vorsteuervorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verschiebung des Vorsteuerschiebers aus seiner Bullage heraus die eine Steuerleitung (76, 76a' eine Verbindung zum Pumpkanal (5a) und die andere (76a, 76) eine Verbindung zum Rücklaufkanal (lla) erhält.
7. Vorsteuervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprache, dadurch gekennzeichnet, dass zur Rückstellung des Hauptsteuerschiebers (4) an jedem Bnde desselben eine Druckfeder (72, η2π angeordnet ist, die dem andern Bnde auf den Hauptsteuerechieber wirkenden Druck des Druckmediums entgegenwirkt.
Sb/PS - 18.2.1971
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